33实际金属的晶体结构一、多晶体结构和亚结构.doc

33实际金属的晶体结构一、多晶体结构和亚结构.doc《材料化学导论》第三章 金属材料第三节实际金属的晶体结构
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一、多晶体结构和亚结构
实际使用的工业金属材料，即使体积很小，其内部的晶格位向也不是完全一致的，而是 包含着许许多多彼此间位向不同的、称之为晶粒的颗粒状小晶体。而晶粒之间的界面称为晶 界。这种实际上由许多晶粒组成的晶体结构称为多晶体结构( polycrystalline structure)。一般
金属材料都是多晶体(图3-12)。通常测得的金属性能是各个位向不同的晶粒的平均值， 故显
示出各向同性。
图3—12多晶体结构示意图
实践证明，即使在一个晶粒内部，其晶格位向也并不是象理想晶体那样完全一致，而是 存在着许多尺寸更小，位向差也很小的小晶块。它们相互嵌镶成一颗晶粒。这些小晶块称为 亚结构。可见，只有在亚结构内部，晶格的位向才是一致的。
二、晶体缺陷
实际晶体还因种种原因存在着偏离理想完整点阵的部位或结构，称为晶体缺陷( crystal
defect)o晶体缺陷的存在及其多寡，是研究晶体结构、金属塑性变形的关键问题。根据其几 何特性，晶体的缺陷可分为三类：
•点缺陷一一空位和间隙原子
实际晶体未被原子占有的晶格结点称为空位；而不占有正常晶格位置而处于晶格空隙之 间的原子则称为间隙原子。在空位或间隙原子的附近，由于原子间作用力的平衡被破坏，使 其周围的原子离开了原来的平衡位置，即产生所谓的晶格畸变。空位和间隙原子都处于不断
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的运动和变化之中，这对于热处理和化学处理过程都是极为重要的。
•线缺陷一一位错
晶体中某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象称为位错( dislocation)。有刃型
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和螺型两种位错。
刃型位错如图3-13所示。垂直方向的原子面 就像刀刃一样切入晶体，使得晶体中位于 ABCD 为刃型位错线。在位错线附近区域，晶格发生畸变, 区域内，晶体分别受到压应力和拉应力。符号“丄” 的上半部和下半部，分别称为正、负刃型位错。
EFGH中断于水平晶面ABCD上的EF处， 面的上、下两部分出现错排现象。EF线称 导致 ABCD晶面上、下方位错线附近的 和“〒”分别表示多出的原子面在晶体
正刃型位错
图3—13 刃型位错示意图
螺型位错如