第1章3金属的结构和结晶.pptVIP

机 械 工 程 材 料;1.1 金属的特征 　1.2 金属的晶体结构 　　1.3 实际金属中的晶体缺陷 　　　1.4 金属晶体的基本概念 1.5 形核和长大 1.6 晶粒大小的控制;1、正的电阻温度系数：温度升高电阻升高。 2、金属键： 依靠电子云强烈的静电引力结合起来。 金属正离子始终沉浸在电子 云中，保持金属键的结合； 所以金属能变形不断裂;一．晶体与非晶体 　二．纯金属的晶体结构 　　三．晶面 和 晶向 　　　四．金属晶体的各向异性 　　　　; 晶体 —材料中的原子（分子）按一定的几何规律作周期性地排列 。;晶格与晶胞;晶胞;（3）晶系：(布喇菲点阵,用数学方法证明) 根据晶格常数不同，将晶体分为七种晶系。 90%以上的金属具有立方晶系和六方晶系。 立方晶系：a=b=c，?=?=?=90? 六方晶系：a1=a2=a3? c，?=?=90?，?=120?;几个重要参数 前提：假设原子为刚性球 1、原子半径：晶胞中原子密 度最大方向上相邻原子间距 的一半。;二、纯金属的晶体结构;（1）体心立方晶格 bcc;体心立方晶格的参数;体心立方晶格;（2）面心立方晶格 fcc;面心立方晶格的参数;a;（3）密排六方晶格;a;三 金属晶体中的晶面和晶向的表示;晶面、晶向表示方法;(1) 选坐标，以晶格中某一原子为原点，以晶胞的三个棱边作为三维坐标的坐标轴。 (2) 以相应的晶格常数为单位，求出待定晶面在三个轴上的截距。 (3) 求三个截距的倒数。 (4) 将所得数值化为最小整数，加圆括弧，形式为(hkl)。;(1) 确定原点，建立坐标系，过原点作所求晶向的平行线。 (2) 求直线上任一点的坐标值。 ● (3) 按比例化为最小整数,加方括弧。形式为[uvw]。;⑶ 晶面族与晶向族 (hkl)与[uvw]分别表示的是一组平行的晶向和晶面。 指数虽然不同，但原子排列完全相同的晶向和晶面 称作晶向族或晶面族。分别用{hkl}和uvw表示。;说明： ① 在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。 ② 遇到负指数，“-”号 放在该指数的上方。;四、金属晶体的各向异性;实际金属晶体结构与理想结构的偏离; 晶体缺陷：晶格的不完整部位称晶体缺陷。 一、点缺陷：空位、间隙原子、异类原子 二、线缺陷：位错 三、面缺陷：晶界与亚晶界;;① 点缺陷 空间三维尺寸都很小的缺陷。;a. 空位：晶格中某些缺排原子的空结点。 b. 间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。可以是基体金属原子，也可以是外来原子。;c. 置换原子：取代原来原子位置的外来原子称置换原子。 点缺陷破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，称晶;空位和间隙原子引起的晶格畸变;二、线缺陷线缺陷—晶体中的位错;位错：晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移，滑移面上滑移区与未滑移区的交界线称作位错。;刃型位错和螺型位错;刃型位错：当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，该晶面象刀刃一样切入晶体，这个多余原子面的边缘就是刃型位错。 半原子面在滑移面以上的称正位错，用“ ┴ ”表示。 半原子面在滑移面以下的称负位错，用“ ┬ ”表示。;位错密度：单位体积内所包含的位错线总长度。 ? = S/V(cm/cm3或1/cm2) 金属的位错密度为104~1012/cm2 ;螺位错;三、面缺陷;面缺陷—晶界与亚晶界 晶界是不同位向晶粒的过度部位，宽度为5~10个原子间距，位向差一般为20~40°。;亚晶粒