金属的基础知识2015技术总结.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * % * * * * 面心立方晶胞 晶格常数：a=b=c； ?=?=?=90? 晶胞原子数： 原子半径： 致密度：0.74 面心立方晶格： 最大原子密度晶面是：{111}晶面 最大原子密度晶向是：110晶向 X Y Z a b c 密排方向 4 （3）密排六方晶格 hcp Mg、Zn 等 晶格常数 底面边长a 底面间距c 侧面间角120? 侧面与底面夹角90? 晶胞原子数：6 原子半径：a/2 致密度：0. 74 晶向指数的求法 a、以晶胞的晶轴为坐标轴Ｘ，Ｙ，Ｚ，以晶胞的边长为坐标轴的  长度单位 b、使待定晶向的直线通过坐标原点或通过原点作一直线平行于待 定晶向 c、在通过原点的直线上选出距原点Ｏ最近的一个结点，确定该结 点的坐标值 d、将三个坐标值化为互质整数，再加上方括号，即为该待定晶向 的晶向指数。如果其中某一数值为负，则将负号标注在该数值 上方。  晶面指数的求法： 1、在晶格中设置坐标轴X、Y、Z，坐标原点应位于待定指数的晶面之外 2、求出待定晶面在各个坐标轴上的截距，并用晶轴的单位长度（晶胞的晶格常数）作为截距的单位， 2ａ-2，3b-3，1c-1 3、取截距的倒数，然后化为最小的简单整数，加上小括号，即得晶面指数。若晶面与晶轴相截于负方向，则将负号标于该数的上方。 三、金属晶格的基本类型 晶格类型 体心立方晶格 bcc 面心立方晶格 fcc 密排六方晶格 hcp 晶胞结构 晶胞常数 a＝b＝c α＝β＝γ＝90℃ a＝b＝c α＝β＝γ＝90℃ a＝b c/a＝1.633 α＝β＝90 ℃ γ＝120℃ 晶胞内原子数 原子半径 致密度 0.68 0.74 0.74 典型金属 α-Fe、Mo、W、V、Cr、Li、Na、Ti、Nb γ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pb、Ca、Sr Mg、Cd、Zn、Be、Ca、Sr、Co 四、晶体的各向异性 晶面 {100} {110} {111} bcc fcc 晶向 100 110 111 bcc fcc 由于晶体中不同晶面、晶向上的原子密度不同，故晶体在不同方向上的性能也不同，呈现各向异性，这是晶体区别于非晶体的重要标志之一。 如：体心立方的铁晶体: 在111晶向上, E=290000MN/m2； 在110晶向上, E=1350000MN/m2 一.单晶体与多晶体的基本概念 1. 单晶体的特征: 晶体由一个晶格排列方位完全一致的晶粒组成。 * 晶体具有各向异性 例如:单晶硅、单晶锗等。 2. 多晶体的特征 晶体是由许多颗晶格排列方位不相同的晶粒组成。 *晶体具有各向同性 例如: 常用的金属等。 3.晶粒 组成金属晶体的小晶体，因其外型呈不规格的颗粒状故称晶粒 4.晶界 晶粒之间的界面。 实际晶体的结构 晶界的特性： a.晶界处能量高，杂质多。 b.晶界易被腐蚀。 c.晶界熔点比晶内低。 d.相变首先在晶界处发生。 e.晶界阻碍位错的运动，因此晶界不易发 生塑性变形。 亚晶： 每个晶粒内部，存在晶格位向有微小差异的小区域，位向差很小,最多 1-2°，这些小区域称为亚晶。  1、点缺陷（零维缺陷）  晶格空位：晶格中的原子脱离晶格结点，形成空位。 间隙原子：从晶格结点上脱离的原子转移到晶格间隙。  置换原子：晶格中晶格空位，间隙原子的存在，会改变其周围  原子的平衡，造成晶格畸变。 二. 晶体缺陷 2. 线缺陷----位错 位错是晶体中普遍存在的，也是最重要的一种缺陷。位错包括： 刃型位错 螺旋型位错 混合位错 位错线周围的原子不同程度地偏离了平衡位置，使周围的晶格发生了畸变。 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 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。 正刃型位错 负刃型位错 位错密度：单位体积内所包含的位错线总长度。