材料科学基础第2章-2.ppt
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1、 2.2 2.2 金属的晶体结构金属的晶体结构 2.2 2.2 金属的晶体结构金属的晶体结构 金金属属在在固固态态下下一一般般都都是是晶晶体体。决决定定晶晶体体结结构构的的内内在在因因素素是是原原子子,离离子子,分分子子间间键键合合的的类类型型及及键键的的强强弱弱。金金属晶体是以金属键结合,其晶体结构比较简单属晶体是以金属键结合,其晶体结构比较简单,常见的有常见的有:。心立方结构心立方结构A1或或fcc(facecentered cubic)立方晶系立方晶系 (Al,Cu,Ni,-Fe,Au,Ag)体心立方结构体心立方结构A2或或bcc(body-centered cubic)立方晶系立方晶系
2、 (Cr,V,Mo,-Fe,Nb,W,-Ti)密密排排六六方方结结构构A3或或hcp(hexagonalclose-packed)六六方方晶晶系系 (Mg,Zn,Re,-Ti)面心立方结构面心立方结构 A1 或或 fcc体心立方结构体心立方结构A2或或 bcc 密排六方结构密排六方结构A3或或 hcp 2.2.1 2.2.1 三种典型金属晶体结构三种典型金属晶体结构对晶胞的描述包括一下几个方面:对晶胞的描述包括一下几个方面:对晶胞的描述包括一下几个方面:对晶胞的描述包括一下几个方面:晶胞中原子的排列方式晶胞中原子的排列方式(原子所处的位置原子所处的位置)点阵参数点阵参数(晶格常数和晶轴间夹角晶
3、格常数和晶轴间夹角)晶胞中原子数晶胞中原子数原子半径原子半径 R(R(原子的半径原子的半径)()(和点阵常数关系和点阵常数关系)配位数配位数配位数配位数(coordinative number)coordinative number)coordinative number)coordinative number)和致密度和致密度和致密度和致密度密排方向和密排面密排方向和密排面晶体结构中的间隙晶体结构中的间隙(大小和数量大小和数量)原子的堆垛方式原子的堆垛方式配位数配位数配位数配位数(CN):CN):CN):CN):是指晶体结构中任一原子周围最近邻且是指晶体结构中任一原子周围最近邻且是指晶体结构
4、中任一原子周围最近邻且是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数;等距离的原子数;等距离的原子数;等距离的原子数;面心立方结构(面心立方结构(面心立方结构(面心立方结构(12121212)体心立方结构(体心立方结构(体心立方结构(体心立方结构(8 8 8 8)()()()(8+68+68+68+6)(见课本)(见课本)(见课本)(见课本P.38P.38P.38P.38表表表表2.72.72.72.7表注)表注)表注)表注)密排六方结构(密排六方结构(密排六方结构(密排六方结构(12121212)()()()(6+66+66+66+6)(见课本)(见课本)(见课本)(见课本P.38P.38
5、P.38P.38表表表表2.72.72.72.7表注)表注)表注)表注)面心立方原子配位数面心立方原子配位数体心立方原子配位数体心立方原子配位数密排六方结构原子配位数密排六方结构原子配位数三种典型金属晶体结构晶胞原子数三种典型金属晶体结构晶胞原子数246原子半径与晶格常数原子半径与晶格常数见P.36表2.5致密度致密度致密度致密度(K)K)K)K):是指晶体结构中原子体积占总体积的百分是指晶体结构中原子体积占总体积的百分是指晶体结构中原子体积占总体积的百分是指晶体结构中原子体积占总体积的百分比。比。比。比。如以一个晶胞来计算,则致密度就是晶胞中原子体积如以一个晶胞来计算,则致密度就是晶胞中原子
6、体积如以一个晶胞来计算,则致密度就是晶胞中原子体积如以一个晶胞来计算,则致密度就是晶胞中原子体积与晶胞体积之比值,即与晶胞体积之比值,即与晶胞体积之比值,即与晶胞体积之比值,即 0.68 0.74 0.74三种典型金属晶格密排面的堆垛方式三种典型金属晶格密排面的堆垛方式三种典型金属晶格密排面的堆垛方式三种典型金属晶格密排面的堆垛方式三种典型金属晶格密排面的堆垛方式三种典型金属晶格密排面的堆垛方式三种典型金属晶格密排面的堆垛方式三种典型金属晶格密排面的堆垛方式面心立方原子堆垛顺序面心立方原子堆垛顺序面心立方晶体的面心立方晶体的 ABCABC ABCABC 顺序密堆结构顺序密堆结构体心立方晶格原子
7、堆垛顺序体心立方晶格原子堆垛顺序体心立方晶格的体心立方晶格的 ABAB ABAB 密堆结构密堆结构密排六方晶格原子堆垛顺序密排六方晶格原子堆垛顺序密排六方的密排六方的ABAB ABAB 堆垛结构堆垛结构1.1.面心立方结构面心立方结构(特征)特征)晶晶胞胞中中原原子子排排列列:在在立立方方体体的的八八个个顶顶角角和和六六个个面面的的面面心心各各有有一个原子。一个原子。点阵参数点阵参数:a=b=a=b=c c;=90=90 晶胞中原子数晶胞中原子数:n=8n=81/81/86 61/2=4 1/2=4 个个原子半径原子半径 R:R:原子半径原子半径-两个相互接触的原子中心距离一半两个相互接触的原
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