二.金属的晶体结构.ppt

金属的晶体结构一.晶格与晶胞 二.典型的3种金属晶体结构 三.立方晶系的晶面和晶向 四.晶体的各向异性 五.Fe的多晶型性 六.实际金属中的晶体缺陷一.晶格与晶胞 晶体中原子规则排列的方式称为晶体结构.通过 金属原子的中心划出许多空间直线,这些直线将 形成空间格架.这种格架称为晶格.能反映晶格特 征的最小组成单元称为晶胞. 晶胞的几何参数:a、b、c(棱边长)、α、β、γ(夹 角). a、b、c 为晶格常数.金属的晶格常数为: 1×10-10 m～7×10-10m. 二.典型的3种金属晶体结构1. 体心立方晶格(Mo、W、V、α-Fe) （1）常数 a=b=c, α=β=γ=90° （2）晶胞原子数: 2 （3）原子半径: a/4 （4）致密度:0.68(5)α-Fe的晶格常数: a=2.86(<912℃)2. 面心立方晶格(Al、Cu、Ni、Au、Ag、γ- Fe、Pt、Pb)(1) 晶格常数 a=b=c, α=β=γ=90° （2）晶胞原子数 :4 （3）原子半径: a/4 （4）致密度 0.74(5)γ- Fe的晶格常数: a=3.65(912℃)3.密排六方晶格 (Mg、Ti、Cr、Zn、Be) （1）晶格常数：a（底面正六边形边长）、c（两底面间 距离）.两相邻侧面间夹角为120°, 侧面与底面间夹角 90° （2）晶胞原子数：6 （3）原子半径: a/2 （4）致密度：0.74 (5)Mg的晶格常数: a=3.21,c=5.21三.立方晶系的晶面和晶向 1.立方晶胞三组重要晶面 (1)晶胞表面 (2)过两条平行棱边的面(3)过三个角点的面2.立方晶胞三组重要晶向 (1)平行于晶胞棱线的晶向 (2)平行于晶胞表面对角线的晶向 (3)平行于晶胞体对角线的晶向四.晶体各向异性 在晶体中,不同晶面和晶向上原子排列的方式和 密度不同,它们之间的结合力的大小也不相同,因 而金属晶体不同方向上的力学性能和理化性能 不同,这种性质叫做晶体各向异性.晶面原子密度计算例：五.Fe的多晶型性Fe、Mn、Ti、Co等金 属具有多晶型性。

当温度(压强)改变时， 金属由一种晶体结构 向另一种晶体结构的 转变称为多晶型转变( 同素异构转变)六. 实际金属中的晶体缺陷 1. 点缺陷 (1)空位 (2)间隙原子 (3)异类原子 点缺陷造成 局部晶格畸变, 使金属的电阻 率、屈服强度 增加, 密度发 生变化 2. 线缺陷 (1)刃型位错 (2)螺型位错位错的存在极大地影响金属的机械性能 1.金属晶须(仅含极少量位错)屈服点 σs 很高铁晶须Φ1.8μm,长10mm σs=13400MPa 2.当含有一定量的位错时, 强度降低退火态工业纯铁 σs=180~230MPa 3.当进行形变加工时, 位错密度增加, σs 将会增高 (位错强化) 实际金属为多晶体, 是由大量外形不规则的小 晶体即晶粒组成的.每个晶粒基本上可视为单晶 体. 所有晶粒的结构完全相同, 但彼此之间的位向 不同, 位向差为几十分、几度或几十度. 晶粒与晶 粒之间的接触界面叫做晶界.晶界呈网状.晶界上 原子的排列规则性较差.同时存在空位、位错和 杂质原子.3. 面 缺 陷 （1）晶界（2）亚晶界晶粒是由许多位向差在1～2度以内的所谓亚 晶粒组成的.晶粒内的亚晶粒又叫晶块或嵌镶块. 亚晶粒之间的边界叫亚晶界.亚晶界是位错规则 排列的结构。

晶界和亚晶界均可提高金属的强度 晶界越多, 晶粒越细, 金属的塑性变形能力越大, 塑性越好 (细晶强韧化) 作业 一.术语解释17：晶格、晶胞、晶格常数、体心立方晶格 、面心立方晶格、密排六方晶格、致密度、 晶向、 晶面、同素异构转变、刃型位错、螺型位错、空位、 间隙原子、晶界、亚晶界、晶体缺陷 二.填空 选择题：P3-2(4).P3-3(1). 三.综合分析题6： 7.列表计算体心立方晶格、面心立方晶格中三个主要晶 面和晶向的原子密度,指出原子最密的晶面和晶向. 8.为何单晶体呈各向异性、而多晶体呈伪各向同性？ 9.P4-4(2) 10.P4-4(4) 11.P4-4(5) 12.P4-4(6)。