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4.3经典晶体结构及几何特征;4.3.1金属晶体结构

（1）三种经典金属晶体结构

最常见金属晶体结构类型：

面心立方结构(face-centeredcubic,“fcc”)

体心立方结构(body-centeredcubic,“bcc”）

密排六方结构(hexgonalcolsed-packed,“hcp”）;γ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pt等约20种金属是面心立方结构。;a.晶胞中原子数;b.晶胞常数与原子半径关系;c.配位数与致密度;致密度（APF,atomicpackingfactor）：晶体结构中各原子总体积占晶胞体积百分比。;2)体心立方结构(body-centeredcubic,“bcc”);a.晶胞中原子数;b.晶胞常数与原子半径关系;c.配位数与致密度;3)密排六方结构(hexagonalclosed-packed,“hcp”);a.晶胞中原子数;b.晶胞常数与原子半径关系;c.配位数与致密度;;;（2)晶体原子堆垛方式和间隙;金属晶体中原子是以紧密堆积形式存在。;;下列图是此种六方紧密堆积前视图;hcp晶体原子堆垛方式（ABAB）;第三层另一个排列方式，是将球对准第一层2，4，6位，不一样于AB两层位置，这是C层。;;;;;2)晶体中原子间间隙;间隙大小定义：假如将一个半径为r小球放入间隙中，该球刚好和最近邻基体原子相切，那么r就定义为间隙半径。;四面体间隙;体心立方晶体(bcc);体心立方晶体(bcc);体心立方四面体间隙包含在八面体间隙中。为何不把四面体间隙简单地看成为八面体间隙一部分？;密排六方晶体(hcp);密排六方晶体(hcp);三种经典晶体中间隙;几点说明:

(1)fcc和hcp都是密排结构，而bcc则是比较“开放”结构，因为它间隙较多。所以，碳、氮、氢、氧、硼等原子半径较小元素（即间隙原子）在bcc金属中扩散速率往往比在fcc及hcp金属中高得多。

(2)fcc和hcp金属中八面体间隙大于四面体间隙，故这些金属中间隙原子往往位于八面体间隙中。

(3)fcc和hcp中八面体间隙远大于bcc中八面体或四面体间隙，因而间隙原子在fcc和hcp中固溶度往往比在bcc中大得多。;3)金属晶体密度计算;例题1：已知Cu原子半径为0.128nm，摩尔质量为63.5g/mol，Cu金属晶体结构为fcc结构，计算这种Cu金属理论密度，并与实际密度相比较（实际密度为8.92g/cm3）;作业：;(4)晶体多晶型性;;4.3.2陶瓷晶体结构;;不等径球体紧密堆积:当大小不等球体进行堆??时，其中较大球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小球则按本身体积大小填入其中八面体空隙中或四面体空隙中（离子化合物晶体）。;;;（2）第二规则（电价规则）：

因为在形成每一个离子键时正离子给出价电子数应等于负离子得到价电子数。;;(a)共顶点配位四面体(b)共棱配位四面体(c)共面配位四面体;两个配位多面体连接时，随着共用定点数目增加，中心阳离子之间距离缩短，库伦斥力增大，结构稳定性降低。;4).不一样种类正离子多面体间连接规则（鲍林第四规则）;5）.节约规则（鲍林第五规则）;第一规则：由r+/r-→正负离子形成一个怎样配位关系。（四面体，八面体）

第二规则：由电中性→配位多面体间连接方式（几个多面体相连）

第三规则：配位多面间怎样连接最稳定。

第四规则：有几个正离子，电价大，配位数小正离子配位多面体，尽可能互不结余

第五规则：配位多面体类型趋于最少。

这五个规则，是在分析，研究大量晶体内部结构基础上建立，是离子化合物晶体结构规律性详细概括，适合于绝大多数离子晶体，尤其是在分析比较复杂晶体结构时，有较大帮助。;一个原子占据晶胞结点，另一个占据体心位置，是由两个简单立方点阵穿插而成。;Cl-组成面心立方点阵，Na+占据其全部八面体间隙;其中S2-占据FCC晶胞结点，Zn2+占据四个不相邻四面体间隙。;简单六方，S占据结点，Zn占据四面体间隙。;结构：面心立方，Ca2+占据结点，F-占据全部四面体间隙。;金红石是TiO2一个常见稳定结构（另外TiO2还有板钛矿及锐钛矿结构），也是陶瓷材料中比较主要一个结构。它含有立方体心结构。

每个晶胞中含有两个Ti4+离子（紫球）和4个O2-离子（绿球）。;4.3.3合金相晶体结构;合金系(alloysystem):由给定组元配置成一系列成份不一样合金组成合金系统。两个组元组成为二元系，三个组元组成为三元系，更多组元组成称为多元系。

相(phase):合金中含有同一聚