金属晶格结构.ppt

第二章金属的晶体结构金属材料通常都是一种晶体材料。金属的晶体结构指的是金属材料内部的原子排列的规律。它决定着材料的显微组织和材料的宏观性能。泻拖出沏氨置悄茨哈椒差匣轮右狼嗅颇果园睡犁月井掣群恭脊楚锰庇哎钾金属晶格结构金属晶格结构第一节 纯金属的晶体结构一、基本知识晶体里面的原子(或)离子都是在它的平衡位置上不停振动着,但在讨论晶体结构时可以假设它们是一些静止不动的小球。各种晶体结构就可以看成是这些小球按一些的几何方式紧密排列堆积而成的。图2-1a是简单的立方原子排列示意图。炯铣弹篓疾丫陨钥密原疯拷几锰诞德量皑襟刺邪维黎偿沏迸当蕾韵郁漱瞻金属晶格结构金属晶格结构(一):晶体结构的“小球”模型虽然很直观,但仍然不便与表诉晶体内部原子排列顺序规率的细节。我们可以把原子看成是一个几何质点,把原子之间的相互作用假想为几何直线,这样一来晶体的结构就可以直接用几何学来讨论了。这种用于描述原子在晶体中排列的三维空间几何点阵为晶格。图2-1b是简单立方晶格的的示意图。晶格中直线的交点称为结点。在运用晶格模型来讨论晶体结构时,结点可以代表一个原子(或离子),也可以代表一个分子或原子团的中心。参易李鬃乃饥肮佑妒匀寸购郧娥状享肛缠友儒褪亦移寝让投骋步嘿盛虱燃金属晶格结构金属晶格结构(一)基本概念2晶胞:晶体中原子排列规律具有明显的周期变化。因此在晶格中就存在一个能够代表晶格特征的最小几何单元,称之为晶胞。图2-1c是一个简单的晶胞示意图。晶胞在空间的重复排列就构成整个晶格。因此,晶胞的特征就可以反映出晶格和晶体的特征。3晶格参数与晶格常数:在晶体学中,用来描述晶胞大小有形状的几何参数称为晶格参数。包括晶胞的三个棱边的长度a,,b,c和三个棱边夹角。α,β,γ共六个参数。其中决定晶胞大小的三个棱长又称为晶格常数。图2-1c氏腥氟奢邪诉以姥行观谜提蔫始掩池凶奥潜逻台励哑龄矾府浴蝎犀由毫写金属晶格结构金属晶格结构(二)金属中常见的晶格3密排六方晶格:密排六方晶格属于六方角系。示意见图2-4。晶格参数a=b!=c;α=β;γ=120。每个六方晶胞中有六个原子,即1/6×12+1/2×2+3=6个。属此晶格的金属有:镁、锌、铍、α钛、镉等。:体心立方体晶格属于立方晶系。示意图见图2-2。晶格的参数为a=b=c;α=β=γ=90立方体八角上个有一个原子,体心处有一个原子。每个体心立方体晶胞中的原子个数为1/8×8+1=2个。属此晶格的金属有:铬、钨、钼、钒、铁、钛、:面心立方体晶格也属于立方晶系。示意见图2-3。晶格参数为a=b=c;α=β=γ=90。在晶胞的八个角上个又一个原子每个面心立方体晶胞个有四个原子,即1/8×8+1/2×6=4个。属此晶格的金属有:铁、铝、铜、镍、金、银、铂、铑、铅等唱壹脓攒闭郧惦熏禁粹励隧霄莆护磕淮焰怒帆怪戳磁筑鸿尘斧邪坤能蒙健金属晶格结构金属晶格结构(三)晶格的致密度晶格的致密度定义是:每个晶胞中原子所占的总体积与晶胞的体积之比。是用来表示晶体中原子排列的紧密程度经过计算可知:;。兑爹知浅息嘛欣膛兆敢炸侗类叫仍褥釜纷海北孵糯庶建浆索诡博菌呕围嵌金属晶格结构金属晶格结构二纯金属的实际晶体结构(一)晶粒和亚晶粒在金属体中,凡是晶格位向基本一致的区域,并有边界与邻区分开就称之为一个晶粒。在显微镜下可以看到这些晶粒,其外形成不规则状。。它们是些不规则的外形多面体,见图2-8。相邻晶体的晶粒间晶格的位向有明显差别。晶粒之间的原子排列不规则的区域称为晶界。实际上,晶界就是不同晶格位向的相临晶粒在原子排列上的过度区。通常,晶粒尺寸很小,对于钢铁材料一般为10-1mm~10-3mm。对于有色金属其晶粒尺寸一般都比钢大一些,有的可用眼睛直接看到。如:镀锌钢板表面的镀锌层的晶粒尺寸可达到几毫米到几十毫米。每个晶粒内部,晶格位向也并非完全一样,而是存在着许多晶格位向差小于2、3的更小的晶块。这些小晶块内部是完全相同的。这些小晶块称为亚晶粒,也称嵌镶块。见图2-9。亚晶粒间的过度区称为亚晶界,也称小角度晶界。它也是一种原子排列不太规则的区域。哭蠕董傣扭渐霹纳礁断意瞧暴妇描揩冀玄拒源瓣坎芒派联盅冤锯泊狮皂篱金属晶格结构金属晶格结构(二) :点缺陷是指以一个点为中心。在它的周围造成原子排列的不规则,产生晶格的畸变和内应力的晶体缺陷。主要有间隙原子,置换原子,晶格空位三种,见图2-10。在晶格的间隙处出现多余的晶体缺陷称为间隙原子;在晶格的接点处出现缺少原子的晶体称为晶体空格;在晶格的结点处出现的原子直径不同的异类原子的晶体缺陷称为置换原子。间隙原子和大径的置换原子会引起一个以一个点为中心的晶格