金属的晶体结构 课夹漫.ppt

金属学及热处理 (第二版)哈工大 崔忠圻 覃耀春 主编;第一章 金属的晶体结构;1.1 金属原子间的结合;1.2 金属的晶体结构 –1 晶体的特性;晶体结构：晶体中原子(离子或分子)规则排列的方式。 晶格：通过金属原子(离子)的中心划出许多空间直线，由这些直线形成的空间格架。（假想的格架） 晶格的结点：金属原子(或离子)平衡中心的位置。 ;晶胞unit cell ：反映晶格特征的最小组成单元。 晶胞在三维空间的重复排列构成晶格。 晶胞的基本特性反映晶体结构(晶格)的特点。 晶胞的几何特征：六个参数来描述 三条棱边长a、b、c（晶格常数） 三条棱边之间的夹角α、β、γ。 金属的晶格常数一般为:? 1×10-10 m～7×10-10 m。 ;体心立方晶格(胞) Body-Centered Cubic (B.C.C.晶格) 面心立方晶格(胞) Face-Centered Cubic (F.C.C.晶格) 密排六方晶格(胞) Hexagonal Close-Packed (H.C.P.晶格) ;6;体心立方晶胞特征： （1）晶格常数?lattice constants a=b=c, α=β=γ=90° （2）晶胞原子数 The number of the atoms belonging to one unit cell 2个 (每个角上的原子在晶格中同时属于8个相邻的晶胞,因而每个 角上的原子属于一个晶胞仅为1/8, 而中心的那个原子则完全 属于这个晶胞。) （3）原子半径 atomic radius （4）致密度? atomic packing factor (APF)0.68 （5）空隙半径 gap radius （6）配位数? coordination number—最近邻等距离原子数，体心立方晶格的配位数为8。配位数越大, 原子排列紧密程度就越大。 ;? （3）原子半径? 晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半, 或晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子之间距离的一半称为原子半径(r原子)。 体心立方晶胞中原子相距最近的方向是体对角线, 所以原子半径与晶格常数a之间的关系为：?????? ;? （4）致密度(APF) 晶胞中所包含的原子所占有的体 积与该晶胞体积之比 (也称密排系数)。 致密度越大, 原子排列紧密程度越大。 体心立方晶胞的致密度为： ??? ; （5）间隙半径? 若在晶胞空隙中放入刚性球, 则能放入球的最大半径为空隙半径。 ;（2） 面心立方结构 (FCC晶格) –Page1/4;面心立方晶胞特征： (1)晶格常数? a=b=c, α=β=γ=90° (2)晶胞原子数 (个) ?????????????? ? ;（3）原子半径 ;（6）空隙半径 ??? 四面体空隙半径为:? r四=0.225r原子??? 八面体空隙半径为:? r八=0.414r原子;（3）密排六方结构(HCP晶格)—Page1/2 ;密排六方晶胞特征： （1）晶格常数? 用底面正六边形的边长a和两底面之间的距离c来表达, 两相邻侧面之间的夹角为120°, 侧面与底面之间的夹角为90°。 （2）晶胞原子数 ;Characteristics;4、晶体中的晶面和晶向—Page1/8 ;?以图中的晶面ABB’A’为例, 晶面指数的标定过程如下： (1)设定一空间坐标系, 原点在欲定晶面外, 并使晶面在三条坐标轴上有截距或无穷大。 (2)以晶格常数a为长度单位, 写出欲定晶面在三条坐标轴上的截距:??? 1∞∞ (3)截距取倒数：100 (4)截距的倒数化为最小整数：100 (5)将三整数写在圆括号内：(100) 晶面ABB’A’的晶面指数即为(100); 晶面的截距可以为负数, 在指数上加负号, 如 。若某个晶面(hkl)的指数都乘以-1, 则得到晶面 ,则晶面(hkl)与 属于一组平行晶面, 如晶面ACD’(111)与晶面A’C’B , 这两个晶面一般用一个晶面指数(111)来表示。;在立方晶系中, 由于原子的排列具有高度的对称性, 往往存在许多原子排列完全相同但在空间位向不同(即不平行)的晶面, 这些晶面总称为晶面族, 用大括号表示, 即{hkl}。 在立方晶胞中 、 、 、 同属{111}晶面族。 可用下式表示： ; 以图中的晶向OA为例, 说明晶向指数的标定过程。 （1）设定一空间坐标系, 原点在欲定晶向的一结点上。 （2）写出该晶向上另一结点的空间坐标值: 100 （3）将坐标值按比例化为最小