第1章金属的晶体结构技巧.ppt

绪 论;1. 材料的分类 2. 材料的性能(物理\化学\力学) 3. 材料的成分-组织-性能之间的关系 4. 加工工艺对性能的影响(如热处理:高速钢钻头加工与被加工) 5. 造成性能差异的原因 ;第一章 金属与合金的晶体结构;§1 金属原子间的结合一、金属原子的结构特点;二、金属键;4、金属的通性 1) 良好的导电、导热性 2) 正的电阻温度系数 3) 不透明、金属光泽 4) 良好的延展性;三、结合力与结合能;§2 金属的晶体结构一、晶体与非晶体;2．晶体与非晶体的区别： a.根本区别：质点是否在三维空间作有规则的周期性重复排列。 b.晶体熔化时具有固定的熔点,而非晶体无明显熔点,只存在一个软化温度范围。 c. 晶体具有各向异性,非晶体呈各向同性。;;二、晶体结构和空间点阵;;２．阵点 将构成晶体的实际质点（原子、离子、分子）抽象成纯粹的几何点称为阵点 3．空间点阵（简称为点阵） 阵点在空间呈周期性规则排列，并具有等同的周围环境的模型。 ; ;4．晶格（空间格子） 作许多平行的直线把阵点连接起来，构成一个三维的几何格架称为晶格。 ;５．晶胞 在空间点阵中，能代表空间点阵结构特点的小平行六面体。 整个空间点阵可由晶胞作三维的重复堆砌而构成。 ; 晶格常数/点阵常数：晶胞三条棱边的长度a、b、c b. 轴间夹角：晶轴之间的夹角α、β、γ c. 晶胞参数： a、b、c及α、β、γ d. 基矢：a、b、c　任一阵点的位置，ruvw=Ua+Vb+Wc U、V、W：阵点坐标;三、七大晶系和十四种空间点阵;晶系 晶轴长度和夹角 例 三斜 a≠b≠c α≠β≠γ≠90o K2CrO7 单斜 a≠b≠c α=γ=90o≠β β-S 正交 a≠b≠c α=β=γ=90 α-S 六方 a1=a2=a3≠c α=β=90o γ=120o Zn， 菱方 a=b=c α=β=γ≠90o As， 四方 a=b≠c α=β=γ=90 β-Sn， 立方 a=b=c α=β=γ=90o　　 Fe ;;2．布拉菲点阵 除了在晶胞的每个角上放置一个阵点之外，还可以在晶胞的其它位置安放阵点，同样满足等同环境的要求。1848年，法国晶体学家布拉菲（A. Bravais）用数学方法证明只能有14种空间点阵，包括： a. 简单晶胞 7个 只有在每个角上含有阵点 b. 复合晶胞 7个 除了每个角外，晶胞内部或面上还含有阵点 并不是每个晶系都包含体心，面心和底心点阵;;3．晶体的对称性概念 1）回转对称轴 2）对称面 3）对称中心 4）回转-反演轴;;三、三种典型的金属晶体结构;;1 ．点阵常数与原子半径R 的关系 晶胞棱边的长度称为点阵常数或晶格常数。对立方晶系a=b=c,点阵常数用a表示即可； 对六方晶系，a1=a2=a3?c,需要用a和c两个点阵常数来表示晶胞的大小。 1）面心立方： 最密排方向110即面对角线方向 原子半径为;;2）体心立方：最密排方向为体对角线方向即111 原子半径为R=; ;;;; ;a. ·fcc CN=12 ;b. bcc CN=8 ;c. hcp c/a=1.633 CN=12 c/a≠1.633 CN=6+6 ;;;2)致密度：晶胞内原子球所占体积与晶胞体积之比值  a. fcc b. bcc c. hcp ;4. 晶体结构中的原子堆垛方式 1）密排六方：密排面为（0001） ABABAB…… 2) 面心立方：密排面为{111} ABCABCABC…… ;;;3) 体心六方：密排面为（100） ABABAB;5 . 晶体结构中的间隙 ;1)面心立方 a.八面体间隙：位置是立方体的正中心和每一个棱边中心，其数目 棱边长度 设原子半径为rA，间隙中能容纳的最大圆球子半径rB，则rB / rA = 0.414 b.四面体间隙：位于由一个顶角原子和三个面中心原连接成的正四面体中心，数目为8