金属晶体结构.ppt

金属的晶体结构一、晶体与晶格固体物质按其原子排列的特征,可分为晶体和非晶体。非晶体原子作不规则的排列,如松香、玻璃、沥青等。晶体原子则按一定次序作有规则的排列,如金刚石、石墨及固态金属等。两者的性能差异:晶体具有一定的凝固点和熔点,非晶体没有;晶体具有各向异性,非晶体各向同性等。晶体中原子在空间是按一定规律堆砌排列的。晶格为了便于表明晶体内部原子排列的规律,有必要把原子抽象化,把每个原子看成一个点,这个点代表原子的振动中心。把这些点用直线连接起来,便形成一个空间格子,叫做晶格。 晶体结构的基础知识结点晶格中每个点叫结点。晶胞晶格的最小单元叫做晶胞,它能代表整个晶格的原子排列规律。结点晶胞晶格常数晶胞中各棱边的长度叫做晶格常数,其大小用?来度量(1 ? =10-8cm)。晶格常数a=b=c,而α=β=γ=90o的晶胞为简单立方晶胞。 最常见的晶格类型1、体心立方晶格a)原子分布在立方晶体的各个结点及中心。b)每个体心立方晶胞中仅包含2个原子。c):α-Fe、Cr、V、W、Mo等。2、面心立方晶格a)原子分布在立方晶体的各个结点及中心。b)每个体心立方晶胞中仅包含4个原子。c):γ-Fe、Al、Cu、Pb等。3、密排六方晶格a)原子分布在各个结点及上下两个正六方面的中心,另外在六方柱体中心还有三个原子。b)每个密排六方晶胞中包含6个原子。c):Mg、Zn等。 金属的实际晶体结构工业上使用的金属都是由许多小晶体组成的多晶体,每个小晶体称为晶粒。如果一整块金属仅由一个晶粒组成,则称为单晶体。反之则为多晶体。晶界:晶粒与晶粒之间的界面。显微组织:在显微镜下观察到的晶粒的大小、形态和分布。1、单晶体和多晶体在实际金属晶体中,存在原子不规则排列的局部区域,这些区域称为晶体缺陷。按缺陷的几何形态分为点缺陷、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。2、晶体缺陷1)点缺陷:空位和间隙原子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“晶格畸变”。点缺陷的存在,提高了材料的硬度和强度。2)线缺陷:即位错在晶体中,有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。最简单的位错是刃型位错和螺型位错。位错对金属的性能有着重要影响