职业技校金属材料与热处理(劳动版第五版)教案：金属的晶体结构.docVIP

引入新课: 金属的性能取决于金属的化学成分和内部组织，即使同一种金属材料，由于加工工艺的不同其内部结构也不同，从而具有不同的性能。因此，研究金属的内部结构及其对金属性能的影响，对于选用和加工金属材料，具有非常重要的意义。 讲授新课: §1-1金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、液态和固态。 固态物质根据结构特点不同可分为晶体和非晶体。 所有金属都是晶体。 晶体与非晶体的对比 晶体 非晶体 定义 原子有序、有规则排列 原子无序、无规则排列 性能 特点 具有规则的几何形状 有一点的熔点、性能呈各向异性。 没有规则的几何形状 没有固定的熔点、性能呈各向同性。 典型 石英、云母、食盐 玻璃、松香 二、金属的晶格类型 晶格:一个能反映原子排列规律的空间格架。 晶胞:能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元，晶胞是可以反映金属原子排列规律的最小单元，所以一般都是取出晶胞来研究金属的晶体结构的。 简单的说，晶胞：构成晶格的最基本单元。 金属的晶体结构类型 在已知的80多种金属元素种，除少数金属具有复杂的晶体结构外，绝大多数（占85％）金属属于三种简单晶格。 a.体心立方晶格 （1）结构特点:晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心。 （2）典型金属:属于这种晶格的金属有：铬Cr、钒V、钨W、钼Mo、及α-Fe。 体心立方晶格 b.面心立方晶格 （1）结构特点:晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的中心。 （2）典型金属:属于这种晶格的金属有：金（Au）、铝（Al）、铜（Cu）、镍（Ni）、Pb（γ－Fe）等 面心立方晶格 c.密排六方晶格 （1）结构特点:晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。 （2）典型金属:属于这种晶格的金属有铍（Be）、镁（Mg）、锌（Zn）、镉（Cd）等。 密排六方晶格 三、单晶体和多晶体 单晶体和多晶体 晶粒:外形不规则，且呈颗粒状的晶体。 晶界:晶粒与晶粒之间的界面。 单晶体:只有一个晶粒组成的晶体 —— 各项异性 多晶体:多个晶粒组成 —— 各项同性 晶体缺陷 概念:原子排列不完整性称为晶体缺陷。 分类 点缺陷 是指在长、宽、高方向上尺寸都很小的晶体缺陷。 常见的点缺陷是晶格空位和间隙原子。 晶格空位和间隙原子示意图 刃位错示意图 线缺陷 是指在晶体中呈线状分布的晶体缺陷。 多余的原子象刀刃一样切到EF线，即晶体上下两部分的原子出现错排现象，称“韧形错位”。 晶界与亚晶界结构示意图 面缺陷 是指在晶体中呈面状分布的缺陷。 常见的面缺陷是晶界和亚晶界。 课堂小结： 体心立方晶格 晶体结构 面心立方晶格 密排六方晶格 布置作业： 1