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材料科学基础  ;第1章 晶体结构 第2章 晶体缺陷 第3章 固体中的扩散 第4章 材料的变形和再结晶 第5章 金属凝固 第6章 二元相图 第7章 三元相图 固态相变原理 注重基本概念和基本理论, 突出重点, 适当练习 (只将讲金属部分,不讲陶瓷和高分子材料部分) 要求: 课前预习,带着问题来听课;§1.2晶体结构 1 晶体学的几个概念 空间点阵 指几何点在三维空间作周期性的 规则排列所形成的三维阵列， 是人为的对晶体结构的抽象。;2.晶胞;Chapter 1 The structure of crystalline solids;3 晶系和布拉菲点阵;7个晶系，14种点阵;4 晶向指数和晶面指数 用于表示不同晶面和晶向的一种符号 1) 晶向 空间点阵中一个方向,代表晶格中原子列的方向;● 一个晶向指数代表相互平行、方向 一致的所有晶向； ● 若晶体中两晶向相互平行但方向相反， 则晶向指数中的数字相同，符号相反； ● 晶体中原子排列情况相同但空间位向 不同的一组晶向称为晶向族 UVW 如立方晶系中：;2) 晶面 通过空间点阵中的任意一组阵点的原子平面;● 平行晶面的晶面指数相同----一个晶面指数代表一组相互平行的晶面； ● 数字相同，正负号相反的是同一晶面； ● 晶体中原子排列情况相同而只是空间位向不 同的各组晶面称为晶面族, { hkl}, 如立方晶系中： ;晶面指数：晶面法线的晶向指数 晶向指数与晶面指数的关系 * 在立方晶系中，具有相同指数的晶向和晶面必定相互垂直 (h k l)?[h k l] [uvw]晶向与(hkl)晶面平行时, hu+kv+lw=0 ;3）六方晶系的晶向指数和晶面指数;六方晶系晶向指数特点： 用 [uvtw] 表示晶向， t = ― (u+v);;4）晶面间距（inter-planer spacing）： 相邻两个平行晶面之间的距离;上述方法针对简单晶胞，对于复杂晶胞要做修正 ;5）晶带 相交于某一晶向直线的所有晶面的组合称为晶带, 该直线称为晶带轴 晶带用晶带轴的晶向指数表示 [uvw] 晶带轴[uvw]与该晶带中任一晶面（hkl）之间有： hu + kv + lw = 0 晶带定律：凡满足上式的晶面都属于以 [uvw] 为晶带轴的晶带 ;§1.3纯金属???晶体结构 1、典型的晶体结构 面心立方结构 face-centered cubic ， fcc，;点阵常数 : ;体心立方结构（the body-centered cubic crystal structure， BCC， A2）;点阵常数;密排六方结构（the hexagonal close-packed crystal structure， HCP， A3）;点阵常数： a=b≠c r=a/2, c=1.633a（理想状况） ;?原子堆垛方式(atom packed structure)： 三组晶体结构中各有一组原子密排面和原子密排方向， 晶体结构可以视为原子密排面在空间一层层平行堆垛的结果 ;FCC与HCP的密排堆垛结构;FCC: ABCABC…;HCP: ABABAB….;八面体间隙(octahedral interstices)：位于六个原子组成的八面体中间的间隙;8 x 1 = 8个;体心立方结构（BCC）的间隙;12 x 1/3 + 8 = 12个;多晶型性和同素异构（polymorphism and allotropy） 多晶型性：同种金属在不同温度和压力下具有不同的晶体结构； 这种转变称为同素异构转变，转变的产物为同素异构体。 Example：Fe，Mn，Ti，Sn ……;§1.4合金相结构;1.4.1 固溶体 以某一组元为溶剂,在其晶体点阵中溶入其它组元原子(溶质原子） 所形成的与溶剂有相同的晶体结构的均匀混合的固相;影响置换固溶体溶解度的因素： 晶体结构 相同可形成无限固溶体，不同则只能形成有限固溶体;原子价因素, 或电子浓度因素）： 电子浓度(electron concentration)— 合金中各组成元素的价电子数总和与原子总数的比值 e/a = VA（1― x）+ VB x ； x为溶质B的原子分数 * 过渡族金属的价电子数规定为零 试验规律表明，溶质的原子价越高，溶解度越低。 溶解度对应电子浓度1.4 超过极限电子浓度（1.4)