机械工程材料：材料的结构PPT教学课件.pptx

第二章材料的结构(structure）;第二章材料的结构(structure）;ThetermStructurecanbedividedinto6levels:

1)Macrostructure（宏观）

2)Mesostructure（细观）

3)Microstructure（微观）

4)Nanostructure（纳观）

5)Atomicarrange（原子排布）

6）atomicstructure（原子结构）;上海环球金融中心;铸锭纵剖面宏观组织;400x;Nanostructure;Atomicarrangement—crystalstructure;Atomicstructure----chemicalbonding;第一节原子的结合方式;Atomicstructure----chemicalbonding;;重点研究以下几个层次:

原子的排布（晶体与非晶体）

晶体及晶体中的缺陷（点、线）

界面（晶界与相界）

微观结构（微观组织）

介观组织（孔洞、裂纹等）;第二节晶体结构的基本概念;晶态(石英晶体);Atomoratomclusterarrangesperiodicallyin3dimensionofspace―crystal;假设原子的直径约为0.1nm,一块2立方毫米的固体材料将含有超过千亿的原子！;每一个节点即可以是一个原子，也可以是一组原子（原子集团）;2、晶格与晶胞latticeandunitcell;⑵晶胞unitcell：能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。;常见纯金属的晶格类型有体心立方(bcc)、面心立方(fcc)和密排六方(hcp)晶格。;⑷晶系：

根据晶胞参数不同，将晶体分为七种晶系。

90%以上的金属具有立方晶系和六方晶系。

立方晶系：a=b=c，?=?=?=90?

六方晶系：a1=a2=a3?c，?=?=90?，?=120?;1简单三斜triclinic

简单单斜monoclinic

底心单斜bottommonoclinic

简单正交orthorhombic

底心正交bottomorthorhombic

体心正交bodycentered

orthorhombic

7面心正交facecentered

orthorhombic

8简单六方hexagonal

9简单菱方rhombohedral

10简单四方tetragonal

11体心四方bodycentered

tetragonal;⑸原子半径：晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距的一半。

⑹晶胞原子数：一个晶胞内所包含的原子数目。

⑺配位数:晶格中与任一原子距离最近且相等的原子数目.

;第三节金属的晶体结构;⑴体心立方晶格(bcc);1)atomicradius;?;HCP;2)Atomicnumbersinanunitcell;1/8;1/6;3)Coordinationnumbers(配位数）:theatomicnumberofnearestneighboratomssurroundinganatominthestructure.;3)Coordinationnumbers(配位数）;3)Coordinationnumbers(配位数）;4)Atomicpackingfactor(APF)致密度:ratioofatomicvolumeoverunitcellvolume;4)Atomicpackingfactor(APF)致密度:ratioofatomicvolumeoverunitcellvolume;●体心立方晶体结构的参数：;⑵面心立方晶格(fcc);;⑶密排六方晶格(hcp);;三种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(110)面;理想晶体中的原子排布;2、实际金属的晶体结构;铅锭宏观组织;晶界grainboundary：晶粒之间的交界面。

晶粒越细小，晶界面积越大。

多晶体polycrystallines：由多晶粒组成的晶体结构。;⑵晶体缺陷defects

晶格的不完整部位称晶体缺陷。

实际金属中存在着大量的晶体缺陷，按形状可分三类,即点、线、面缺陷。;①点缺陷

空间三维尺寸都很小的缺陷。;a.空位：晶