晶体结构、相结构.ppt

第二章工程材料结构
不同的金属材料具有不同的性能,同种材料,在不同的状态下其性能差别也很大,这种现象与其内部的微观结构密切相关。
第一节金属的结构
金属材料是指以金属键结合并具有金属特征的一类物质,包括
纯金属及合金。
纯金属是指具有正电阻温度系数及金属特征的一类物质。
合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属元素经熔炼、
烧结或其它方法组合而成,具有金属特征的一类物质。
例:钢铁—铁碳合金、黄铜—铜锌合金
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一、纯金属的晶体结构
1、晶体的基本概念
(1)晶体:内部原子有规律排列的物质。如固态金属及合金等。
特点:结构有序、各向异性、有固定的熔点
非晶体:内部原子没有规律的排列,如玻璃、松香等。
     特点:结构无序、各向同性、没有固定的熔点
一切固态物质可分为晶体与非晶体两大类。
晶体
非晶体
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简单立方体结构示意图
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(2)晶格:用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空
间格架。直线的交点(原子中心)称结点。
(3)晶胞:能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。
(4)晶格常数:晶胞各边的尺寸 a、b、c。
各棱间的夹角用、、表示。
(5)晶粒:晶体中晶格方位相同的区域。在一个晶粒内,由于
各个方向上原子排列的状况不同,呈现出各向异性。
实际金属由多晶体构成,因而呈现出各向同性。
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(6)原子半径:晶胞中原子密度最大方向相邻原子间距的一半。
(7)晶胞原子数:一个晶胞内所包含的原子数目。
(8)配位数:晶格中与任一原子最近且等距的原子数目。
(9)致密度:晶胞中所包含的原子本身所占有的体积与该晶胞
体积之比。
原子半径
晶胞原子数
nv
K=
V
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2、常用金属的晶格及其主要参数
(1)体心立方晶格(bcc晶格)
1)原子排列特征:立方体,八个顶点各有一个原子,中心一个原子。
2)晶格常数:a=b=c,α=β=γ=90°
3)原子半径:r= a
3
4
4)原子数:8 ×(1/8)﹢1﹦2
5)配位数:8
6)致密度:K﹦﹦68%
7)常用金属:α-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb 等
模型
晶胞
原子数
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体心立方晶格的参数
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(2)面心立方晶格(fcc晶格)
1)原子排列特征:立方体,八个顶点和六个面各有一个原子。
2)晶格常数:a=b=c,α=β=γ=90°
3)原子半径:r= a
2
4
4)原子数:8 ×(1/8)﹢6 ×(1/2)﹦4
5)配位数:12
6)致密度:K﹦﹦74%
7)常用金属:γ-Fe、Cu、Al、Ni、Pb、Au、Ag等
模型
晶胞
原子数
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面心立方晶格的参数
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(3)密排六方晶格(hcp晶格)
1)原子排列特征:正六面柱体,上下层顶角和面心各一个,中间层3个。
2)晶格常数:a=b≠c,α=β=90°γ=120°
3)原子半径:r= a
1
2
4)原子数:12×(1/6)﹢2×(1/2)﹢3﹦6
5)配位数:12
6)致密度:K﹦﹦74%
7)常用金属:Mg、Cd、Zn、Be等
模型
晶胞
原子数
12
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