金属材料的晶体结构(共1篇).docx

金属材料的晶体结构(共1篇) 金属的晶体结构、组织及渗碳淬火处理在外界条件固定的情况下,材料的性能取决于材料内部的构造。这种构造便是组成材料的原子种类和分量,以及它们的排列方式和空间分布。习惯上将前者叫做成分,后者叫做组织结构。了解金属的结构和结晶规律,对控制材料的性能、正确选用材料、开发新材料有重要指导意义。一、金属的晶体结构 。自然界中除少数物质外,绝大多数无机非金属物质都是晶体,一般情况下,金属及其合金多为晶体结构。但晶体与非晶体在一定条件可相互转换, [晶体]——内部质点在三维空间按一定的规律周期性地排列; [非晶体]——内部质点是散乱排列的。晶格与晶胞[金属中的原子堆垛]:为便于表述晶体内原子的排列规律,我们把原子看成刚性小球,金属晶体就是由这些刚性小球堆垛而成的[晶格]:把原子看成一个结点,然后用假想的线条将这些结点连结起来,便构成了一个有规律性的空间格架称晶格[晶胞]:晶格中能完全反映晶格特征的最小几何单元称晶胞。晶胞中各棱边的长度a、b、c称为晶格常数。由于晶体中原子重复排列的规律性,因此晶胞可以表示晶格中原子排列的特征。常见金属晶格类型:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格,如下图所示。[体心立方晶格]:如图1-13a所示,体心立方晶格的晶胞是一个立方体,立方体的八个顶角和立方体的中心各有一个原子。具有体心立方晶格的金属有:α-Fe、铬、钨、钼、钒、β-Ti等。[面心立方晶格]:如图1-13b所示,面心立方晶格的晶胞是一个立方体,立方体的八个顶角和六个面的中心各有一个原子。属于面心立方的金属有:γ-Fe、铝、铜、银、金、镍等。[密排六方晶格]:如图1-13c所示,密排六方晶格的晶胞是一个上下底面为正六边形的六柱体,在六柱体的十二个顶角和上、下底面的中心各有一个原子,六柱体的中间还有三个原子。具有密排六方晶格的金属有:镁、锌、α-Ti、镉、铍等。实际金属晶体结构[晶体缺陷]:在实际金属晶体中,存在原子不规则排列的局部区域,这些区域称为晶体缺陷。按陷的几何形态,晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。三种晶体缺陷都会造成晶格畸变,使变形抗力增大,从而提高材料的强度、硬度。点缺陷:晶格中某个原子脱离了平衡位置,形成空结点,称为空位;某个晶格间隙挤进了原子,称为间隙原子。空位与间隙原子周围的晶格偏离了理想晶格,即发生了“晶格畴变”,点缺陷的存在,提高了材料的硬度和强度,点缺陷是动态变化着的,它是造成金属中物质扩散的原因。线缺陷:它是在晶