1、第二章 纯金属与合金的晶体结构,第一节 纯金属的晶体结构 第二节 金属的实际晶体结构 第三节 合金的晶体结构,第一节 纯金属的晶体结构,一、晶体与非晶体固态物质按其原子的排列特征可分为晶体与非晶体。凡原子按一定规律排列的固态物质，称为晶体。如金刚石、石墨及固态金属与合金。而少数固态物质，如松香、沥青、玻璃、塑料等是非晶体。对两者比较可以看出，晶体具有如下特点： （）原子在三维空间呈规则、周期性重复排列，如图-（）所示； （）具有一定的熔点，如纯铁的熔点为，铝的熔点为； （）晶体的性能随着原子的排列方位而改变，即单晶体具有各向异性。,下一页,返回,第一节 纯金属的晶体结构,金属晶体除具有上述晶体
2、所共有的特征外，还具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性，尤其是金属晶体还具有正的电阻温度系数，这是金属晶体与非金属晶体的根本区别。,上一页,下一页,返回,第一节 纯金属的晶体结构,二、晶体结构的基本知识 晶格为了形象描述晶体内部原子排列的规律，可将原子抽象为几何点，并用一些假想线条将几何点在三维方向连接起来，这样构成的空间格子称为晶格，如图-（）所示。晶格中的每一个点称为结点。 晶胞由于晶体中原子排列具有周期性变化的特点，因此，可以从晶格中选取一个能够完整反映晶格特征的最小几何单元，从中找出晶体特征及原子排列规律。这个组成晶格的最基本几何单元称为晶胞，如图-（）所示。实际上整个晶格就是由
3、许多大小、形状和位向相同的晶胞在空间重复堆积而成的。,上一页,下一页,返回,第一节 纯金属的晶体结构,晶格常数不同元素结构不同，晶胞的大小和形状也有差异。结晶学中规定，晶胞的大小以其各棱边尺寸a、b、c表示，称为晶格常数，单位为 。 致密度金属晶胞中原子所占的体积与该晶胞所占体积的百分比，用来表示原子在晶格中排列的紧密程度。 三、金属中常见的晶格类型各种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同，故呈现出不同的物理、化学及力学性能。除少数金属具有复杂晶格外，大多数金属的晶体结构都比较简单，其中常见的有以下种：,上一页,下一页,返回,第一节 纯金属的晶体结构,体心立方晶格体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原
4、子分布在立方体的个结点及中心处，如图-所示。 面心立方晶格面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子分布在立方体的个结点及各面的中心处，如图-所示。 密排六方晶格密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱体，晶胞的个棱边长度犪犫犮，晶胞棱边夹角、，其晶格常数用正六边形底面的边长犪和晶胞的高度犮表示。在密排六方晶胞的个结点上和上、下底面的中心处各排列有一个原子，此外柱体中心处还包含着个原子，如图-所示。,上一页,返回,第二节 金属的实际晶体结构,一、单晶体与多晶体晶体内部晶格位向完全一致的晶体称为单晶体，单晶体具有各向异性的特征。在工业生产中，只有通过特殊制作才能获得单晶体，如半导体元件、磁性材料、高温合金材料等。实际使用的工业金属材料，即使体积很小，其内部仍包含了许多颗粒状的小晶体。每个小晶体的内部，晶格方位都是基本一致的，而各个小晶体之间彼此的方位都不相同的，如图-所示。每个小晶体的外形多为不规则的颗粒，通常称为晶粒。晶粒与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称为多晶体。一般金属材料都是多晶体。,下一页,返回,
