典型金属的晶体结构课件.pptVIP

典型金属的晶体结构1.三种典型金属晶体结构2.晶胞中原子数3.原子半径与点阵常数的关系4.配位数与致密度5.晶体中原子的堆垛方式6.晶体结构中的间隙

1.三种典型金属晶体结构面心立方（A）face-centredcubiclattice→fcc1常见金属晶体的结构体心立方（A）body-centredcubiclattice→bcc2密排六方（A）hexagonalclose-packedlattice→hcp3面心立方点阵体心立方点阵密排六方点阵

u面心立方（face-centeredcubic，fcc）

u体心立方（body-centeredcubic，bcc）

u密排六方（hexagonalclose-packed，hcp）

2.晶胞中原子数每个晶胞所含有的原子数（N）可用下式计算：N=N+N/2+N/mifrN,N,N分别表示位于晶胞内部，面心和角顶上的原子数，ifrm为晶胞类型参数，立方晶系m=8，六方晶系m=6.密排六方体心立方面心立方

3.原子半径与点阵常数的关系晶胞中棱边长度a,b,c称为点阵常数。如把原子看作半径为r的刚性球，则可据几何关系求出点阵常数与r之间的关系。体心立方面心立方密排六方

4.配位数与致密度u配位数和致密度定量地表示原子排列的紧密程度。u配位数（coordinationnumber，CN）：晶体结构中任一原子周围最近且等距离的原子数。u致密度（K）：晶胞中原子所占的体积分数，u式中，n为晶胞原子数，v原子体积，V晶胞体积。

u面心立方配位数为12

u体心立方配位数为8

u密排六方配位数为12

原子半径原子数配位数致密度0.6828体心立方面心立方密排六方12120.740.7446

5.晶体中原子的堆垛方式u面心立方和密排六方结构的致密度均为0.74，是纯金属中最密集的结构u面心立方与密排六方虽然晶体结构不同，但配位数与致密度却相同，为搞清其原因，必须研究晶体中原子的堆垛方式u面心立方与密排六方的最密排面原子排列情况完全相同，但堆垛方式不一样

等径球最紧密堆积时，在平面上每个球与6个球相接触，形成第一层（球心位置标记为A。此时，每3个彼此相接触的球体之间形成1个弧线三角形空隙，每个球周围有6个弧线三角形空隙，其中3个空隙的尖角指向图的下方（其中心位置标记为B），另外3个空隙的尖角指向图的上方（其中心位置标记为C），这两种空隙相间分布。

AAAAAAAAAAAAAAABACAAA等径球体在平面上的最紧密堆积

面心立方最紧密堆积和六方最紧密堆积球体在空间的堆积是按照ABAB……的层序来堆积。这样的堆积中可以取出一个六方晶胞，称为六方最紧密堆积（A型）。3另一种堆积方式是按照ABCABC……的堆积方式。这样的堆积中可以取出一个面心立方晶胞，称为面心立方最紧密堆积。面心立方堆积中，ABCABC……重复层面平行于（111）晶面（A型）。1两种最紧密堆积中，每个球体周围同种球体的个数均为12。

面心立方最紧密堆积121263635454A12BC6354

面心立方最紧密堆积ACBAABCABC……,即每三层重复一次CBA

面心立方最紧密堆积126354

面心立方最紧密堆积面心立方晶胞——面心立方最紧密堆积CBA密排面

六方最紧密堆积126354ABAB……的层序堆积

六方最紧密堆积ABABAB……每两层重复一次ABABA

六方晶胞——六方密堆积A密排面BAA

6.晶体结构中的间隙刚球模型八面体间隙刚球模型四面体间隙

四面体间隙：位于由一个顶角原子和三个面中心原连接成的正四面体中心，数目为8。rB/rA=0.225

八面体间隙：位置是立方体的正中心和每一个棱边中心，其数目为4.rB/rA=0.414

四面体间隙：位于两个体心原子和两个顶角原子所组成的四面体中心，数目为12。rB/rA=0.29

八面体间隙：位于立方体每个面中心和每根棱中间，数目为6。rB/rA=0.15

与面心立方结构相比，这两种结构的八面体和四面体的形状完全相似，但位置不同四面体间隙rB/rA=0.225八面体间隙rB/rA=0.414