金属的晶体结构.ppt

第二章固体结构●面心立方晶体结构的参数：原子个数：2配位数：8致密度：0.68●体心立方晶体结构的参数：晶格常数：a(a=b=c)原子半径：常见金属：?-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等。(2)面心立方晶体结构(fcc)a42r=：原子半径原子个数：4配位数：12致密度：0.74晶格常数：a(a=b=c)常见金属：?-Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等。(3)密排六方晶体结构(hcp)a21r=：原子半径原子个数：6配位数：12致密度：0.74晶格常数：底面边长a和高c，c/a=1.633●密排六方晶体结构的参数常见金属：Mg、Zn、Be、Cd等。0.740.680.74致密度12(6+6)8(8+6)12配位数624晶胞内原子数原子半径Ra,c(c/a=1.633)aa点阵常数密排六方(A3)体心立方(A2)面心立方(A1)晶体结构类型结构特征三种典型金属结构的晶体学特点注意：1.体心立方配位数（8+6），是将次近邻的6个原子也考虑在内。2.密排六方（6+6），是指当c/a≠1.633，最近邻原子只有6个，还有6个次近邻原子。1.2.2.2晶体的原子堆垛方式和间隙1.原子堆垛方式原子密度最大的晶面或晶向称密排面或密排方向。面密度：单位面积内所含原子的个数。线密度：单位长度内所含原子的个数。面密度：单位面积内所含原子的个数。线密度：单位长度内所含原子的个数。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。3底面对角线1六方底面密排六方61104{111}面心立方41116{110}体心立方数量密排方向数量密排面三组晶体结构中各有一组原子密排面和原子密排方向。体心立方面心立方密排六方{110}密排面{111}密排面{0001}密排面{111}非密排面{110}非密排面非密排面面心立方和密排六方结构具有最致密的晶体结构(致密度0.74)。---密排堆垛结构。密排六方晶格的堆垛顺序为ABABAB…。面心立方晶格的堆垛顺序为ABCABCABC…。第三层2.晶体结构中的间隙从原子排列刚性模型和致密度分析可知，金属晶体存在许多间隙，这种间隙对金属的性能、合金相结构和扩散、相变等都有重要影响。间隙的类型：八面体间隙：位于六个原子组成的八面体中间的间隙。四面体间隙：位于四个原子组成的四面体中间的间隙。1+12×1/4=4个8×1=8个(1)面心立方(fcc)结构的间隙(2)体心立方(bcc)结构的间隙6×1/2+12×1/4=6个24×1/2=12个注：体心立方结构的四面体和八面体间隙不对称(其棱边长度不全相等)，这会对间隙原子的固溶及其产生的畸变有明显的影响。**物质由原子组成，原子的排列位置和空间分布成为结构。物质的聚集状态有三种?气态?液态?固态非晶体：原子或原子集团无规则排列。晶体：原子或原子集团呈有规则排列。§1.2金属晶体典型结构金属的结构晶态(石英晶体)非晶态(石英玻璃)SiO2的结构晶态非晶态性能上的主要区别：晶体：有固定的熔点，各向异性。非晶体：无固定的熔点，各向同性。固体物质是否以晶体或以非晶体出现，还需视外部环境条件和加工制备方法而定，晶态与非晶态往往可以互相转化。晶体原子的规则周期性排列（类似于光栅），使得我们可以利用X射线衍射、电子衍射等技术来研究晶体的结构。1.2.1晶体学基础

1.2.1.1空间点阵和晶胞两层含义：1、每个阵点的周围环境相同。2、空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象。晶体中质点(原子或原子集团)抽象成几何点（阵点或节点）空间点阵：指阵点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列。晶体特征：原子或原子集团在空间(各个方向)呈有规则的周期性重复排列。晶格：人为地将阵点用一系列相互平行的直线连接起来所形成的空间格架，常用于表示空间点阵的几何规律。晶胞：能代表晶格原子排列规律(反映点阵对称性)的最基本单元(最小平行六面体)。为了使选取的晶胞最能反映点阵的对称性，晶胞的选区原则为：（1）选取的平行六面体应反映点阵的最高对称性；（2）平行六面体的