金属的晶体结构与结晶.ppt

第三章金属的晶体结构与结晶第一节金属的结构第二节纯金属的结晶第三节金属的同素异构转变第四节合金的晶体结构第五节合金的结晶、晶体的基本概念1、晶体与非晶体固态物质晶体:原子在三维空间排列有规律,有熔点,各向异性。非晶体:原子是杂乱无章的堆积在一起无规则可循。晶体有一定的熔点,且性能呈各向异性,而非晶体与此相反。在自然界中,除普通玻璃、松香、石蜡等少数物质以外,包括金属和合金在内的绝大多数固体都是晶体。晶体与非晶体的根本区别在于其内部原子的排列是否规则。2.(2)晶格、晶胞、晶格常数用于描述原子在晶体中排列规则的三维空间几何点阵称为晶格。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。描述晶胞大小与形状的几何参数称为晶格常数。、常见金属的晶体结构1、体心立方晶格体心立方晶胞如图所示。在晶胞的八个角上各有一个金属原子,构成立方体。在立方体的中心还有一个原子,所以叫作体心立方晶格。属于这类晶格的金属有铬、钒、钨、钼和α-铁等。=1+8X1/8=、面心立方晶格面心立方晶格如图所示。在晶胞的八个角上各有一个原子,构成立方体。在立方体的六个面的中心各有一个原子,所以叫做面心立方晶格。属于这类晶格的金属有铝、铜、镍、铅和γ-Fe等。=6X1/2+8X1/8=、密排六方晶格密排六方晶格如图所示。在晶胞的十二个角上各有一个原子,构成六方柱体。上下底面中心各有一个原子。晶胞内部还有三个原子,所以叫做密排六方晶格。属于这类晶格金属有铍、镁、锌、α-钛和β-铬等。=3+2X1/2+12X1/6=、金属的实际晶体结构1、单晶体与多晶体的概念单晶体:晶体内部的晶格位向是完全一致。多晶体:由多晶粒组成的晶体结构。晶粒与晶粒之间的界面称为晶界。、晶体中的缺陷(1)点缺陷最常见的点缺陷是空位和间隙原子,如下图所示。因为这些点缺陷的存在,会使其周围的晶格发生畸变,引起性能的变化。晶格空位和间隙原子的运动是金属中原子扩散的主要方式之一,这对热处理过程起着重要的作用。.(2)线缺陷晶体中的线缺陷通常是各种类型的位错。所谓位错就是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。这种错排有许多类型,其中比较简单的一种形式就是刃型位错,如下图所示。位错线的密度可用单位体积内位错线的总长度表示。位错密度愈大,塑性变形抗力愈大。因此,目前通过塑性变形,提高位错密度,是强化金属的有效途径之一。.(3)面缺陷面缺陷即晶界和亚晶界。晶界:晶粒之间原子无规则排列的过渡层,又称大角度晶界。亚晶界:晶粒内部亚组织之间的边界,一系列刃型位错所形成的小角度晶界。晶界和亚晶界处表现出有较高的强度和硬度。晶粒越细小晶界和亚晶界越多,它对塑性变形的阻碍作用就越大,金属的强度、硬度越高。.