合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶

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1、第二章金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)容:金屬的晶體結(jié)構(gòu)合金的晶體結(jié)構(gòu)實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)目的:掌握晶體結(jié)構(gòu)及其對材料的物理化學(xué)性能、力學(xué)性能及工藝性能的影響，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)做好理論知識的準(zhǔn)備www.themegallery.com一、晶體的基本知識（一）、晶體與非晶體固態(tài)物質(zhì)按其原子（或分子）聚集狀態(tài)可分為晶體和非晶體兩大類。第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com1、晶格抽象的、用于描述原子在晶體中排列形式的幾何空間格架，簡稱晶格。2、晶胞只從晶格中，選取一個能夠完全反映晶格特征的、最小的幾何單元來分

2、析晶體中原子排列的規(guī)律，這個最小的幾何單元稱為晶胞（二）、晶格、晶胞、晶格常數(shù)第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com3、晶格常數(shù)以棱邊長度和棱面夾角來表示晶胞的形狀和大小。第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com（三）、金屬中常見晶格由于金屬鍵結(jié)合力較強，是金屬原子總趨于緊密排列的傾向，故大多數(shù)金屬屬于以下三種晶格類型。1、體心立方晶格(bbc)第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com晶胞原子數(shù)2原子半徑：晶胞體積為a3，晶胞內(nèi)含有2個原子所以它的致密度是：已知：體心

3、立方結(jié)構(gòu)的原子半徑第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com原子個數(shù)：2致密度：0.68屬于該類晶格的常見金屬有α-Fe(<912oC)、δ-Fe(>1400oC)、Cr、W、Mo、V等晶格常數(shù)：a(a=b=c)原子半徑：第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com2、面心立方晶格（fcc）第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com晶胞原子數(shù)4原子半徑：致密度：0.74第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com3、密排六方晶格第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)w

4、ww.themegallery.coma21r=：原子半徑原子個數(shù)：6致密度：0.74常見金屬：Mg、Zn、Be、Cd等晶格常數(shù)：底面邊長a和高c，c/a=1.633密排六方晶格第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com三種典型的金屬晶格類型體心立方晶格面心立方晶格密排立方晶格鉻、鎢、鉬、釩等鋁、銅、鉛、金等鎂、鋅、鈹、鎘、α鈦等第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com二、實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)單晶體：其內(nèi)部晶格方位完全一致的晶體。多晶體：由多晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)晶粒：實際使用的金屬材料是由許多彼此方位

5、不同、外形不規(guī)則的小晶體組成.第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com單晶體的各向異性同一晶體的不同晶面和晶向上的性能不同鐵的單晶體及其各方向上彈性模量（E）示意圖第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com三、晶體的缺陷晶體內(nèi)部的某些局部區(qū)域，原子的規(guī)則排列受到干擾而破壞，不象理想晶體那樣規(guī)則和完整。把這些區(qū)域稱為晶體缺陷。這些缺陷的存在，對金屬的性能（物理性能、化學(xué)性能、機械性能）將產(chǎn)生顯著影響，如鋼的耐腐蝕性，實際金屬的屈服強度

6、遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于通過原子間的作用力計算所得數(shù)值。根據(jù)晶體缺陷的幾何形態(tài)特征，可將其分為以下三類：點缺陷、線缺陷和面缺陷。第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com1、點缺陷——空位和間隙原子在實際晶體結(jié)構(gòu)中，晶格的某些結(jié)點，往往未被原子所占據(jù)，這種空著的位置稱為空位。同時又可能在個別空隙處出現(xiàn)多余的原子，這種不占有正常的晶格位置，而處在晶格空隙之間的原子稱為間隙原子?？瘴婚g隙原子置換原子第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com由于空位和間隙原子的存在，使晶體發(fā)生了晶格畸變，晶體性能發(fā)生改變，如強度、硬度和

7、電阻增加。晶體中的空位和間隙原子處于不斷地運動和變化之中，在一定溫度下，晶體內(nèi)存在一定平衡濃度的空位和間隙原子，空位和間隙原子的運動，是金屬中原子擴散的主要方式，對金屬材料的熱處理過程極為重要。第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com2、線缺陷——位錯線缺陷是指在一個方向上尺寸較大，而在另外兩個方向上尺寸很小的缺陷，呈線狀分布，其具體形式是各種類型的位錯。較簡單的一種是“刃型位錯”.第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com刃位錯的形成刃位錯滑移_立體圖第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.theme

8、gallery.com第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.themegallery.com地毯挪動第一節(jié)金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)www.the