金属材料的重要结构与结晶.ppt

金属材料的重要结构与结晶第一节金属材料的结构一、(物质):原子在空间有秩序排列的物质。例:食盐、金属、金刚石等。特点:固定的形状、熔点及各向异性。(物质):原子无序排列的物质。例:玻璃、塑料、沥青、松香等。特点:无固定的形状、熔点及各向同性。二、晶体结构的概念实际晶体中的各类质点在不停的运动,讨论晶体结构时,常把原子看成一个固定的小球,这些原子小球按一定的几何形状在空间紧密堆积(图2-1a)。图2-1 简单立方晶格与晶胞示意图(一):描述原子在晶体中排列方式的空间几何格架。晶体中原子作周期性规则排列,可在晶格内取一个代表晶格特征的,由最少数目原子构成的最小结构单元表示晶格,称为晶胞(图2-1c)。:反映晶格特征的最小单元。晶胞能反映晶格特征,晶格性质的研究,可转化为研究晶胞性质的问题。为描述晶体内部原子排列规律,将每个原子视为一个几何质点,并用一些假想几何线条将各质点连接起来,形成一个空间几何格架(图2-1b)。(三)晶面和晶向晶体中通过原子中心的平面,称为晶面。通过原子中心的直线,代表一定的方向,称为晶向。(二)晶格参数:晶胞棱边的长度和棱边夹角α、β、γ。(图2-1c)棱边长度单位Å,1Å=10-10m当三个晶格参数a=b=c,三个轴间夹角α=β=γ=90º时,称为简单立方晶格。立方晶格中的某些晶面100面110面111面立方晶格中的某些晶向111向110向在同一晶格的不同晶面和晶向上原子排列的疏密不同,因此原子结合力也就不同,从而在不同的晶面和晶向上显示出不同的性能,这就是晶体具有各向异性的原因。三、金属的三种典型的晶体结构及其特性参数金属中常见的晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。:晶胞为立方体,在立方体的八个角上和晶胞中心各排列一个原子。(图2-4)图2-4体心立方晶格的晶包示意图体心立方晶胞中的原子数为1+8×1/8=2个。体心立方晶格类型的金属有室温下的Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等。晶胞中原子占有的体积与晶胞体积的比值称为晶格的致密度。,表明在体心立方晶格中有68%的体积被原子所占有,其余为空隙。:晶胞为立方体,在立方体的八个角上和六个面中心各排列一个原子。(图2-5)面心立方晶胞中的原子数为1/8×8+1/2×6=4个。属于面心立方晶格类型的金属有Cu、Al、Ni、Ag、Pb、γ-Fe(912~1394℃的铁)等。。图2-5