1-3常见晶体结构.ppt

三、常见晶体结构及其几何特征 3 常见晶体中的重要间隙 3.3 HCP结构 （1）八面体间隙 数量： 6 与原子数比为6：6=1：1 rx /r=0.414 三、常见晶体结构及其几何特征 3 常见晶体中的重要间隙 3.3 HCP结构 （2）四面体间隙 数量： 12 与原子数比为12：6=2：1 rx /r=0.225 （1）FCC和HCP都是密排结构。BCC是比较开放的结构，间隙较多，所以原子半径较小的元素（易形成间隙原子）在BCC金属中的扩散速率比在FCC、HCP中高得多。 （2）FCC、HCP的八面体间隙大于四面体间隙，因此这些金属中的间隙原子主要位于八面体间隙中。 （3）BCC中，四面体间隙大于八面体间隙，间隙原子主要占据四面体间隙中。八面体间隙是不对称的，主要引起距间隙原子为a/2的两个原子显著的偏离原始位置，其余不发生明显的改变，整个点阵畸变不大。 （4）FCC、HCP的八面体间隙远大于BCC的八面体间隙和四面体间隙，所以间隙原子在FCC和HCP中的固溶度比在BCC大得多。 （5）FCC和HCP的两种间隙的相对大小相等。（原因见堆垛方式） 三、常见晶体结构及其几何特征 3.4 总结 0.155R100 FCC和HCP 配位数是一样的 间隙相对大小是一样的 间隙数和原子数比是一样的 堆垛密度（致密度）是一样的 三、常见晶体结构及其几何特征 4 常见晶体的堆垛方式 任何晶体都可以看成由任给的{hkl}原子面一层一层堆垛而成的。 主要讨论FCC和HCP的密排面的堆垛次序。 4.1 FCC结构 {111}面为密排面 三、常见晶体结构及其几何特征 4 常见晶体的堆垛方式 4.1 FCC结构 {111}面为密排面 第二层放在“下箭头” 的位置，（也可以放在“上箭头”的位置） 第三层放在第二层之上的“上箭头” 的位置。 三、常见晶体结构及其几何特征 4 常见晶体的堆垛方式 4.1 FCC结构 A B C A A B C 三、常见晶体结构及其几何特征 4 常见晶体的堆垛方式 4.2 HCP结构 （0001）面为密排面 第二层放在“下箭头” 的位置，（也可以放在“上箭头”的位置） 第三层的位置与第一层重合。 （1）只看一层原子时，密排面是一样的 （2）看相邻的两层原子时，堆垛是一样的 （3）看相邻的三层原子时，堆垛是不同的 三、常见晶体结构及其几何特征 4 常见晶体的堆垛方式 4.3 FCC和HCP的比较 Hcp的堆垛方式为AB,AB,…… 密排面（0001）垂直于C轴。 Fcc的堆垛方式为ABC,ABC,…… 密排面{111}垂直于体对角线。 第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准 1，3，5 位。 ( 或对准 2，4，6 位，其情形是一样的 ) 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 A B ， 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。 下图是此种六方紧密堆积的前视图 A B A B A 第一种是将球对准第一层的球。 1 2 3 4 5 6 于是每两层形成一个周期，即 AB AB 重复的堆积方式，形成六方紧密堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 ) 六方密堆积配位数 12 ，空间利用率为 74.05 % 。 属于六方密堆积的金属有： IIIB，IVB及 Be、Mg、Tc、Re、Ru、Os 等。 ③ 面心立方紧密堆积(Face-centred Cubic clode Packing) 第一层、第二层与六方密堆积相同。但是，第三层排布与六方密堆积的排布不同。采取第二种方式：ABC ABC ABC重复的堆积方式，形成面心立方紧密堆积。(第一层有7个质点，第二层有3个质点，第三层有3个质点、方向与二层不同。) 第三层的另一种排列方式，是将球对准第一层的 2，4，6 位，不同于 AB 两层的位置，这是 C 层。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 面心立方紧密堆积的前视图 A B C A A B C 第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积。 配位数 12 。 ( 同层 6， 上下层各 3 ) ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？我们来加以说明。 B C A 计算fcc和bcc晶体中四面体间隙及八面体间隙的大小（用原