液态金属的结构与性质.ppt

§ 液态金属的结构
、 液体与固体、气体结构比较及衍射特征
、 由物质熔化过程认识液体结构
、 液态金属结构的理论模型
、 实际金属的液态结构
第一页，共95页。
气态结构
液态结构
固态结构
一、气体、液体、固体的衍射特征
气体、液体、固体的结构特点
固态结构：平移、对称性特征（长程有序）
气态结构 ：完全无序为特征
液体： 长程无序( 不具备平移、对称性)
近程有序( “游荡”着的局域有序的原子集团，
液体结构表现出局域范围的有序性)
第二页，共95页。
液态金属的衍射结构参数
偶分布函数 g(r)
平均原子间距 r1
径向分布函数
配位数 N1
一、气体、液体、固体的衍射特征
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偶分布函数 g(r)
物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子（处于坐标原点r = 0）距离为 r 位置的原子数密度 ρ(r) 对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差
ρ(r) = ρo g (r)
气体、液体、非晶及晶态固体的结构特点及衍射特征
第四页，共95页。
气体
液体
晶体
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平均原子间距 r1：
对液体（或非晶固体），对应于g(r)第一峰的位置
r = r1 表示参考原子至其周围第一配位层各原子的平均原子间距
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径向分布函数 — RDF ：
(radical distribution function）
RDF = 4πr 2ρo g(r)
表示在 r 和 r + dr 之间的球壳中原子数的多少。
稍高于熔点时液态碱金属（Li、 Na、 K、Rb、 Cs）的径向分布函数 ( RDF )
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RDF 第一峰之下的积分面积即所谓配位数 N1
RDF= 4πr2ρog(r), atoms /Å
r, Å
（
第八页，共95页。
求法：RDF第一峰之下的积分面积；
意义：N1 与 r1 均描绘了液体的原子排布情况
配位数N1：参考原子周围最近邻（即第一壳层）的原子数
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Crystal
Matter
Structure
Type
Tm
(K)
Vm / Vs
(%)
Sm
(--1)
Na
bcc
370


Sc
bcc
302


Fe
bcc/fcc
1809


Al
fcc
931


Ag
fcc
1234


Cu
fcc
1356


Mg
hcp
924


Zn
hcp
692


Sn
complex
505


Ga
complex
303
-

N2
-



Ar
-



CH4
-



表1-1 金属熔化时典型的体积变化Vm/VS
表
明
液
体
原
子
间
距
接
近
于
固
体
二、　由物质熔化过程认识液体结构
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