金属的晶体结构.doc

第二讲金属的晶体结构第二节金属的晶体结构一、主要内容:晶体的特性,晶体与非晶体的区别三种典型的金属晶体结构,原子半径,致密度,配位数晶向指数和晶面指数晶体的各向异性金属的多晶型性二、要点金属原子堆垛模型,晶格,晶胞,晶格常数三种典型的晶体结构,晶体中的间隙,间隙半径,间隙的大小,晶向,晶面的概念,晶向指数,晶面指数的表示方法,三、方法说明:通过讲解与模型演示,使学生对晶体有一个清楚的认识。说明晶向指数,晶面指数表示的是一组平行的晶面和晶向。晶带,晶带轴的概念,晶面间距的计算,晶体中原子的堆垛方式,晶面上原子的排列,晶向上原子的排列,不同晶向、晶面原子的密度。单晶体的各向异性,多晶体的伪等向性,某些金属的多晶型性。难点:是晶体中的间隙不易描述清楚,应用模型演示。重点:是晶格常数,晶向指数和晶面指数。授课内容:一、晶体的特性1、晶体是由许多质点(包括原子、离子或分子)在三维空间作有规则的周期性重复排列而构成的固体。非晶体则不呈这种周期性的规则排列。2、晶体与非晶体的区别::质点是否在三维空间作有规则的周期性重复排列。,而非晶体无明显熔点,只存在一个软化温度范围。,非晶体呈各向同性。3、。由一个核心(称为晶核)(晶粒)所组成。,多晶体材料一般显示出各向同性-假等向性。强调说明:金属通常是多晶体。、晶格和晶胞1、原子堆垛模型:假设理想晶体中的原子都是固定不动的刚球,那么晶体即由这些刚球堆垛而成。2、晶格:为了清楚的表明原子在空间排列的规律性将它们抽象为纯粹的几何点,成为阵点或结点。为了观察方便做许多平行的直线将这些阵点连接起来,构成一个三维的空间格架,用以描述晶体中原子排列规律的空间格架叫晶格。(点阵,晶格,晶体结构)3、晶胞:从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元,来分析晶体中原子排列的规律性,这个最小的几何单元叫晶胞。4、晶格常数:晶胞的棱边长度一般称为晶格常数晶胞的棱间夹角叫轴间夹角。三、3种典型的金属晶体结构1、2、3、密排六方A3或hcp三种典型金属晶体结构的特征:一)体心立方晶格1、晶胞中的原子个数体心立方晶体每个角上的原子只有个属于这个晶胞,晶胞中心原子完全属于这个晶胞,所以体心立方晶胞中的原子数为。2、,则立方体对角线长度为,等于4个原子半径,、配位数配位数:、致密度体心立方晶格的致密度为:5、原子堆垛方式原子面的空隙是有四个原子所构成的,原子排列的紧密程度较差,、晶体中的间隙体心立方晶格有两种间隙,一种是八面体间隙,另一种是四面体间隙,如右图所示:1>八面体间隙间隙原子半径的计算:体心立方晶格四面体间隙的棱边长度不全相等,,原子中心到间隙中心的距离皆为,所以间隙半径为2>四面体间隙间隙原子半径的计算:体心立方晶格四面体间隙的棱边长度不全