金属材料与热处理 教学课件 ppt 作者 王晓丽 第2章金属的晶体结构与结晶.ppt

第二章 金属的晶体结构与结晶 本章目的： 1 建立金属晶体结构的理想模型； 2 揭示金属的实际晶体结构； §1 金属的晶体结构 一、晶体的基本概念 1．晶体 非晶体 　　所谓晶体是指其原子（离子或分子）在空间呈规则排列的物体非晶体则反之。 体心立方晶格的致密度： 即晶格中有68%的体积被原子占有，其余为空隙。 属于这种体心立方晶格的金属有Fe(＜912℃,α-Fe)、Cr、Mo、W、V等。 （2）面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞也是由八个原子构成的立方体，但在立方体的每个面上还各有一个原子。 晶格常数a=b=c，通常只用a表示 在这种晶胞中，在每个面的对角线上各原子彼此相互接触，因而其原子半径： 又因每一面心位置上的原子是同时属于两个晶胞所共有的，故面心立方晶格的晶胞中包含有： 个原子。 （2）面心立方晶格 面心立方晶格的致密度： 即有74%的体积被原子占有，其余的为空隙。 属于这种晶格的金属有： Fe(912℃,γ-Fe)、 Al、Cu、Ni、Pb等。 （3）密排六方晶格 密排六方晶格由12个原子构成的简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 晶格常数a＝b≠c，c/a=1.633 密排六方晶格晶胞中所含原子数： 个原子 致密度K=0.74 属于这种晶格的金属有Be、Mg、 Zn、Cd等。 除以上三种晶格以外，少数金属 还具有其它类型的晶格，但一般 很少遇到。 三、晶面及晶向指数 　　 　　在研究金属晶体结构的细节及其性能时，往往需要分析它们的各种晶面和晶向中原子分布的特点，这样有必要给各种晶面和晶向定出一定的符号，以表示出它们在晶体中的方向，从而便于分析，晶面和晶向的这种符号分别叫“晶面指数”和“晶向指数”。 晶面指数与晶向指数是如何确定？ 三、晶面及晶向指数 （1）晶面指数的确定 ⑴ 如图1-10 设晶格中，某一原子为原点，通过该点平行于晶胞的三棱边作OX、OY、OZ三坐标轴，以晶格常数a、b、c分别作为相应的三个坐标轴上的度量单位，求出所需确定的晶面在三坐标轴上的截距； ⑵ 将所得三截距之值变为倒数； ⑶ 再将这三个倒数按比例化为最小整数并加 上一圆括号即为晶面指数。 　　　　　　　 一般表示形式：（hkl) 。 　 　　　 　 （1）晶面指数的确定 1．PBEQ面：在三坐标轴上的截距分别是1/2，1，∞； 截距倒数分别是：2，1，0；化为最小整数后的晶面指数（210） 2．AGE面： 截距1，1，1； 倒数1，1，1 ，晶面指数（111） 3．DBEG面：截距1，1，∞； 倒数 1，1，0，晶面指数（110） 4．DCFG面：截距1，∞，∞；倒数1，0，0， 晶面指数（100） 值得注意：晶面指数，并非仅指一晶格中的某一个晶面，而是泛指该晶格中 所有那些与其相平行的位向相同的晶面。 在一种晶格中，如果某些晶面，虽然 它们的位向不同，但原子排列相同。 如（100）、（010）及 （001）等，这时 若不必要予以区别时，可把这些晶面统一 用{100}表示。