金属的结构与结晶.ppt

第二章金属的晶体结构与结晶
《 Metallography and heat-treatment 》
多媒体教学课件
授课院系:冶金化工系
课件制作:王晓丽初立新王静
本章目的:
1 建立金属晶体结构的理想模型;
2 揭示金属的实际晶体结构;
§1 金属的晶体结构
一、晶体的基本概念

所谓晶体是指其原子(离子或分子)在空间呈规则排列的物体非晶体则反之。
非晶体
晶体
特点:晶体——①有熔点;②具有各向异性。如:食盐,冰,金刚石,金属等。
非晶体——①无熔点;②各向同性。如:玻璃,松香,沥青等。
2. 晶格与晶胞
晶格:表示晶体中原子排列形成的空间格子。晶胞:组成晶格最基本的几何单元。
a
b
c
晶胞示意图
原子
3. 晶格常数—a ,b , c
a=b=c且互垂直
表示晶胞几何形状大小
晶体中的原子排列
晶面
结点
形成的原因:各原子之间相互吸引力与排斥力相平衡结果。
二、常见的晶格类型
1. 体心立方晶格 body—centered cubic lattice
特点:b 较好。如:<912℃ Fe, Cr, Mo, V等。
含有2个原子体积组成。
2. 面心立方晶格 face—centered cubic lattice
特点:较好。如: >912℃ Fe ,Cu, Al 等金属。
含有4个原子体积组成。
3. 密排六方晶格 hexagonal closepacked lattice
特点:硬度高、脆性大。如:锌(Zn) , 镁(Mg), 镉(Cd)等金属。
a
b
C
a=b<c
4. 晶格致密度
——原子排列的紧密程度。
致密度=————= ———
原子体积
晶胞体积
—
4
3
π r3
a3
结果:体心=
面心=
六方=
原子半径 r = ?
(1)体心立方晶格
体心立方晶格的晶胞是由八个原子构成的立方体,并且在立方体的体中心还有一个原子。
晶格常数a=b=c,通常只用a表示
这种晶胞在其立方体的对角线方向上原子是紧密接触排列着的。故其对角线长度方向上所分布的原子数目为2,这样可计算出其原子半径?
在这种晶胞中,每个顶点上的原子是同时属于周围八个晶胞所共有。
实际上每个体心立方晶胞中仅含有:? 个原子。
体心立方晶格的致密度:
即晶格中有68%的体积被原子占有,其余为空隙。
属于这种体心立方晶格的金属有Fe(<912℃,α-Fe)、Cr、Mo、W、V等。
(2)面心立方晶格
面心立方晶格的晶胞也是由八个原子构成的立方体,但在立方体的每个面上还各有一个原子。
晶格常数a=b=c,通常只用a表示
在这种晶胞中,在每个面的对角线上各原子彼此相互接触,因而其原子半径:
又因每一面心位置上的原子是同时属于两个晶胞所共有的,故面心立方晶格的晶胞中包含有: 个原子。
(2)面心立方晶格
面心立方晶格的致密度:
即有74%的体积被原子占有,其余的为空隙。
属于这种晶格的金属有: Fe(>912℃,γ-Fe)、 Al、Cu、Ni、Pb等。