金属材料的结构.ppt

佥属的持性
与非金属相比,固态金属具有它独特的性能,如
良好的导电性、导热性、延展性(塑性变形能力)
和金属光泽。
思考
这些是食属的排性么?能否据此来区分金属

如:石墨能导电
金刚石导热
无机化合物具有金属光泽;
,这些特征的差别也很大
钚、锰的导电能力比银、铜相差近百倍
锑、铬、钒等金属是一种“脆性”金属。
因此,只根据以上的一些特性来区分金属和非金属
是不够充分的。
:正的电阻温度系数
金属为何具有上述这些特性呢?
主要是与金属原子的内部结构以及原子间的
结合方式有关
金属键金属键是金属原子之间的结合键,它是大量金
属原子结合成固体时,彼此失去最外层子电子(过渡族元
素也失去少数次外层电子),成为正离子,而失去的外层
)()C(
电子穿梭于正离子之间,成为公有化的自由电子云或电子
气,而金属正离子与自由电子云之间的强烈静电吸引力
(库仓引力),这种结合方式称为金属键。
金属键示意图
金属材料
以金属键方式结合,从而使金属材料具有以下特征:
◆良好的导电、导热性:
◆正的电阻温度系数
金属正离子随温度的升高,振幅增大,阻碍自由电子
的定向运动,从而使电阻升高
◆不透明,有金属光泽:
自由电子容易吸收可见光,使金属不透明。自由电子
吸收可见光后由低能轨道跳到高能轨道,当其从高能轨道
跳回低能轨道时,将吸收的可见光能量辐射出来,产生金
属光泽。
◆具有延展性:
金属键没有方向性和饱和性,所以当金属的两部分发
生相对位移时,其结合键不会被破坏,从而具有延展性
思考
尽管金属材料都具有相同的原子结合
方式,但不同的金属材料性能还是各不相
同,为什么呢?
物质的性能取决于原子的结合方式和排列方式
两个方面。材料的性能除了与原子的结合方式有关,
还取决于材料的内部结构。
结构即为原子的排列方式和空间分布。
二、佥属的晶体结构
1)晶体与非晶体
2)纯金属的晶体结构
3)金属晶体中的晶面和晶向
4)金属晶体的特点
5)实际金属的晶体结构
晶体与非晶体
晶体:原子(离子、分子)在三维空间呈规则,周期性排
列—长程有序。
非晶体:原子无规则堆积,无序排列,也称为“过冷液
体”一短程有序。(一定条件下晶体和非晶体可互相转化)
晶体
非晶体
常态金属、金刚石
石蜡、玻璃、沥青等
NaCl、冰等。
液体
扩充知识
·微晶:快速凝固的晶态金属或合金的颗粒尺寸要
小得多,仅为微米纳米级尺度,高强度高硬度
准晶:具有与晶体相似的长程有序的原子排列;
但不具备晶体的平移对称性即无周期性,可以说
是介于晶体和非晶体之间;
液晶:二维长程有序。一些有机化合物和高分子
聚合物,在一定温度或浓庋的溶液中,既具有液
体的流动性,又具有晶体的各向异性,这就是液
2、纯金属的晶体结构
a原子堆垛模型
b空间点阵
c晶格
晶体结构基本概念
空间点阵
将晶体内部的原子(离子)或原子群(离子群)抽象为无
数点子按一定的方式在空间做有规则的周期性分布,这些几何
点子的总体称为空间点阵,这些点称为阵点或节点
晶格
用一系列假想的平行直线将空间点阵的阵点联结起来,形
成的空间网络称为空间格子,也称晶格
晶胞
为了研究空间点阵的排列特点,从点阵中取出一个反映点
阵特征的基本单元(通常是一个平行六面体)作为其组成单元,
这个平行六面体称为晶胞
晶格参数
晶胞各棱边的尺寸a、b、c
各棱边间的夹角用a、月、示