金属的晶体结构与结晶.ppt

关于金属的晶体结构与结晶第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日本章目的：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；第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日§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。非晶体晶体特点：晶体——①有熔点；②具有各向异性。如：食盐，冰，金刚石，金属等。非晶体——①无熔点；②各向同性。如：玻璃，松香，沥青等。第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日2.晶格与晶胞晶格：表示晶体中原子排列形成的空间格子。晶胞：组成晶格最基本的几何单元。abc晶胞示意图原子3.晶格常数—a,b,ca=b=c且互垂直表示晶胞几何形状大小晶体中的原子排列晶面结点形成的原因：各原子之间相互吸引力与排斥力相平衡结果。第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日二、常见的晶格类型1.体心立方晶格body—centeredcubiclattice特点：?b较好。如：＜912℃Fe,Cr,Mo,V等。含有2个原子体积组成。2.面心立方晶格face—centeredcubiclattice特点：?较好。如：＞912℃Fe,Cu,Al等金属。含有4个原子体积组成。第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日3.密排六方晶格hexagonalclosepackedlattice特点：硬度高、脆性大。如：锌(Zn),镁(Mg),镉(Cd)等金属。abCa=b＜c4.晶格致密度——原子排列的紧密程度。致密度=————=———原子体积晶胞体积—43πr3a3结果：体心=0.68面心=0.74六方=0.74原子半径r=?第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日（1）体心立方晶格体心立方晶格的晶胞是由八个原子构成的立方体，并且在立方体的体中心还有一个原子。晶格常数a=b=c，通常只用a表示这种晶胞在其立方体的对角线方向上原子是紧密接触排列着的。故其对角线长度方向上所分布的原子数目为2，这样可计算出其原子半径?在这种晶胞中，每个顶点上的原子是同时属于周围八个晶胞所共有。实际上每个体心立方晶胞中仅含有：?个原子。第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日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。第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日（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。第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日（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。第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日（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。