1、结构,原子结构,原子的空间排列,显微组织,第一章 金属和合金的晶体结构,结构,原子结构,原子的空间排列,显微组织,原子核外电子的排布方式显著影响材料的电、磁、光和热性能，还影响到原子彼此结合的方式，从而决定材料的类型,第一章 金属和合金的晶体结构,晶态和非晶态。晶体结构显著影响材料的力学性能。,结构,原子结构,原子的空间排列,显微组织,第一章 金属和合金的晶体结构,晶粒的大小、合金相的种类、数量和分布等参数 。,结构,原子结构,原子的空间排列,显微组织,第一章 金属和合金的晶体结构,第一章 金属和合金的晶体结构,第一章 金属和合金的晶体结构,第一章 金属和合金的晶体结构,1.1 金属原子间的键
2、合特点,1.2 金属晶体典型结构,1.3 合金相结构,1.4 金属晶体缺陷,1.1 金属原子间的键合特点,金属的定义,金属是具有正的电阻温度系数的物质, 通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽,1.1 金属原子间的键合特点,原子结构理论,Example1-1 Calculate the number of atoms in 100g of silver. (The atomic mass of silver is 107.868g/mol. Avogadros number is 6.02X1023/mol),1.1 金属原子间的键合特点,金属原子的结构特点,1.1 金属原子
3、间的键合特点,金属原子的结构特点,其最外层的电子数很少，一般为12个，不超过3个。,价电子,1.1 金属原子间的键合特点,当原子靠近到一定程度时，原子间会产生较强的作用力。,结合力,外层电子作用形式,稳定的八电子排布结构,接受或释放额外电子,共有电子,1.1 金属原子间的键合特点,1.1 金属原子间的键合特点,金属键,共有价电子电子云键无方向性和饱和性,性能特点：1)良好的导电性及导热性；2)正的电阻温度系数；3)良好的强度及塑性；4)特有的金属光泽。,1.1 金属原子间的键合特点,金属键,离子键,共价键,得失价电子正负离子 高熔点、高硬度、低塑 良好的电绝缘体等,1.1 金属原子间的键合特点
4、,金属键,离子键,共价键,共有电子对键有饱和性高熔点、高硬度、低塑性 电绝缘体等,范德瓦尔键,1.1 金属原子间的键合特点,形成：一个分子的正电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结合在一起称为分子键。特性：分子晶体因其结合键能很低，所以其熔点很低，硬度也低。但其绝缘性良好。,1.1 金属原子间的键合特点,结合键的特性,问题：金属原子为什么趋于规则排列？,1.1 金属原子间的键合特点,结合力与结合能,以双原子模型为例（NaCl） 吸引力：正离子与负离子（电子云）间静电引力，长程力 排斥力：正离子间，电子间的作用力， 短程力 结合力吸引力排斥力;结合能吸引能排斥能,1.1 金属原子
5、间的键合特点,Where Fc is the coulombic force of attraction between two oppositely charged ions, r is the separation distance between the centers of the ions, Z is the valence of the charged ion, q is the charge of a single electron(0.16x10-18C),and k0 is a proportionality constant(9x109V.m/C),1.1 金属原子间的键合
6、特点,Where Fc is repulsive force, and are experimentally determined constants for a given ion pair.,1.1 金属原子间的键合特点,结合力与结合能,1.1 金属原子间的键合特点,结合力与结合能,原子间必须保持一定的平衡距离，这是固态金属中的原子趋于规则排列的重要原因。,1.1 金属原子间的键合特点,1.1 金属原子间的键合特点,Example1-2Calculate coulombic force of attraction between Na+ and Cl- in NaCl (rNa+=0.098nm, rCl-=0.181nm, 1V.C=1J)What is the repulsive force in this case?,
