金属的晶体结构ppt课件.ppt

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程金属学与热处理金属学与热处理1.1.学习目的学习目的2.2.课程内容课程内容3.3.学习方法学习方法4.4.教材及参考书教材及参考书5.5.考核方式考核方式病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 晶体结构对材料性能的影响晶体结构对材料性能的影响石墨石墨金刚石金刚石病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Comparison of crystal structures for (a) aluminum and (b) magnesium.病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程材料的结构材料的结构(Structure)晶体结构晶体结构Crystal Structure微观组织微观组织Microstructure病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程机械工程材料机械工程材料————用于机械制造的各种材料的用于机械制造的各种材料的总称称机械工程材料机械工程材料非金属材料非金属材料 高分子材料高分子材料（塑料、橡胶）（以高分子化合物为主要成分）陶瓷材料陶瓷材料普通：天然硅酸盐矿物为原料 复合材料复合材料（如钢筋、混凝土、玻璃钢）金属材料金属材料黑色金属黑色金属（铁、铸铁、钢）有色金属有色金属病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1. 1 金属的基本概念金属的基本概念1. 2 金属的晶体结构金属的晶体结构1. 3 材料的晶体缺陷材料的晶体缺陷1. 4 本章小结本章小结病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 ？？ 什么是金属什么是金属 什么是金属键什么是金属键金属原子的外层电子少，容易失去，其外层的价电金属原子的外层电子少，容易失去，其外层的价电子脱离原子成为自由电子，为整个金属所共有，形子脱离原子成为自由电子，为整个金属所共有，形成电子气。

这种由金属正离子和自由电子之间的互成电子气这种由金属正离子和自由电子之间的互相作用称为金属键相作用称为金属键金属键无方向性和饱和性金属键无方向性和饱和性 金属是具有正的电阻温度系数的物质金属是具有正的电阻温度系数的物质病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 导热性导热性 导热性导热性 延展性延展性 金属光泽金属光泽 正的电阻温度系数正的电阻温度系数病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 材料的结合键材料的结合键u金金属属材材料料：：主主要要以以金金属属键键结结合合，，个个别别的的有有共共价价（（如如四四价价灰灰锡锡））和和离离子子键键（（如如金金属属化化合合物物MgMg3 3SbSb2 2））的的特特点点。

具具有有良良好好的导电性、导热性和塑性（延展性），并具有金属光泽的导电性、导热性和塑性（延展性），并具有金属光泽 金属材料的键型及性能特点金属材料的键型及性能特点江阴长江大桥江阴长江大桥民用客机（波音民用客机（波音747747））拆叠自行车拆叠自行车病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程u陶陶瓷瓷材材料料：：无无机机非非金金属属材材料料，，以以离离子子键键和和共共价价键键为为主主，，熔熔点点高高、、硬硬度度大大、、导导电电性性差差，，多多为为脆脆性性材材料料如如Al2O3、、SiO2、金刚石等金刚石等 陶瓷材料的键型及性能特点陶瓷材料的键型及性能特点莫来石复相陶瓷莫来石复相陶瓷SiO2晶体晶体金刚石晶体金刚石晶体病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 材料的结合键材料的结合键u高高分分子子材材料料：：链链间间以以分分子子键键结结合合，，链链内内组组成成分分子子的的是是共共价价键键和和氢氢键键；；熔熔点点低低，，强强度度和和硬硬度度低低。

如如塑塑料料、、橡橡胶、合成纤维等胶、合成纤维等 高分子材料的键型及性能特点高分子材料的键型及性能特点聚四氟乙烯薄膜聚四氟乙烯薄膜通信电缆通信电缆绝缘材料绝缘材料UPVC高分子高分子增强复合瓦增强复合瓦病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程•固固态物物质可分可分为晶体和非晶体晶体和非晶体，，金属在固金属在固态下通常都是晶体下通常都是晶体，故，故研究金属研究金属应首先了解其晶体首先了解其晶体结构病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶晶 体体原子、离子或分子在三维空间按一定规律呈原子、离子或分子在三维空间按一定规律呈周期性重复排列，长程有序周期性重复排列，长程有序 ，，规则排列规则排列不同方向原子的排列方式不相同，因而其表不同方向原子的排列方式不相同，因而其表现的性能也有差异，现的性能也有差异，各向异性各向异性。

具有固定的熔点具有固定的熔点病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程非晶体非晶体原子、离子或分子长程无规则的堆积，原子、离子或分子长程无规则的堆积，长程长程无序无序，短程有序短程有序各向同性各向同性；；无固定熔点无固定熔点，有一定软化温度范围随温度，有一定软化温度范围随温度的升高粘度减小，在液体和固体之间没有明的升高粘度减小，在液体和固体之间没有明显的温度界限显的温度界限病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体与非晶体晶体与非晶体晶体与非晶体晶体与非晶体玻璃结构（非晶态）玻璃结构（非晶态）晶体结构晶体结构晶体与非晶体熔化曲线晶体与非晶体熔化曲线病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Ø晶晶格格：：用用假假想想的的直直线线将将原原子子（（离离子子或或分分子子））中中心心连连接接起起来来所所形形成的成的周期性规则排列的周期性规则排列的三维空间格架。

三维空间格架Ø晶体结构晶体结构：：指在晶体内部原子、离子或分子规则排列的方式指在晶体内部原子、离子或分子规则排列的方式病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程原子原子原子的原子的结合结合晶晶 体体晶体结构晶体结构空间点阵空间点阵病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶胞晶胞: :构成晶格的最基本单元在构成晶格的最基本单元在三维空间重复堆砌可构成整个空间三维空间重复堆砌可构成整个空间点阵晶格常数晶格常数: :平行六面体的三个棱长平行六面体的三个棱长a a、、b b、、c c和其夹角和其夹角αα、、ββ、、γγ，可决定，可决定平行六面体尺寸和形状，这六个量平行六面体尺寸和形状，这六个量亦称为点阵常数亦称为点阵常数病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 描述晶格结构的几个参数描述晶格结构的几个参数v 晶体学参数晶体学参数：： a、、b、、c、、α、、β、、γv 晶格常数晶格常数：： a、、b、、cv晶晶胞胞原原子子数数：：晶胞内所包含的原 子 数。

v致致 密密 度度：：晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比简单立方晶胞简单立方晶胞致密度越大，原子排列越紧密致密度越大，原子排列越紧密病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 按点阵常数的特征对晶体的分类按点阵常数的特征对晶体的分类简单、体心、面心简单、体心、面心简单、体心简单、体心简单简单简单、底心、体心、面心简单、底心、体心、面心简单简单简单、底心简单、底心简单简单病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程体心立方结构体心立方结构 bcc bcc （（Body-centered cubic）面心立方结构面心立方结构 fcc fcc （（Face-centered cubic）密排六方结构密排六方结构 hcp hcp （（Hexagonal close-packed）金属常见结构金属常见结构：：bccbccfccfcchcphcp病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三种典型的晶格结构类型三种典型的晶格结构类型体心立方晶格体心立方晶格密排六方晶格密排六方晶格面心立方晶格面心立方晶格晶晶 体体 结结 构构 的的 原原 子子 模模 型型病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程原子位置：立方体的八个顶角和原子位置：立方体的八个顶角和体心体心典型金属：典型金属：α-Fe、、Mo、、W、、 V、、Cr、、 Ti、、Nb晶格常数：晶格常数： a＝＝b＝＝c 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 体心立方晶体结构的特征体心立方晶体结构的特征 ——Body Centered Cube （（BCC）） 体心立方结体心立方结构构.AVI病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程在体心立方晶格中密排面为在体心立方晶格中密排面为{110}{110}，密排方向为，密排方向为<111><111>l体心立方晶格中的原子排列体心立方晶格中的原子排列病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程四面体间隙四面体间隙八面体间隙八面体间隙病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程立方体的八个顶角和每个侧面中心都立方体的八个顶角和每个侧面中心都有原子有原子 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 面心立方晶体结构的特征面心立方晶体结构的特征 ——Face Centered Cube （（FCC））典典型金属：型金属：γ-Fe、、Al、、Cu、、 Ni、、Au、、Ag、、Pb病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l面心立方晶格中的原子排列面心立方晶格中的原子排列面心立方晶格中密排面为面心立方晶格中密排面为{111}{111}，密排方向为，密排方向为<110><110>病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程八面体间隙八面体间隙四面体间隙四面体间隙病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程典型金属：典型金属：Mg、、Zn、、Co病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程在密堆六方晶格中密排面为在密堆六方晶格中密排面为{0001}{0001}，密排方向为，密排方向为<1120><1120>病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程XYZu晶面晶面：：晶体中各方位上的原子面称为晶体中各方位上的原子面称为晶面晶面。

u晶向晶向：：各方向上的原子列称各方向上的原子列称晶向晶向Ø在在分分析析和和研研究究有有关关晶晶体体的的生生长长、、塑塑性性变变形形、、相相变变以以及及性性能能方方面面的的问问题题时时，，常常涉涉及及到到晶晶向向和和晶晶面面为为了了方方便便表表示示各各种种晶晶面面和和晶晶向向，，国国际际上上采采用用了了统统一一的的符符号号表表示示，，表表示示晶晶面面的的为为晶晶面面指指数数，，表表示示晶晶向的为向的为晶向指数晶向指数 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶面指数晶面指数晶面晶面空间中不在一直线任三个阵点的空间中不在一直线任三个阵点的构成的平面，代表了晶体中原子构成的平面，代表了晶体中原子列的方向列的方向晶面指数晶面指数表示晶面方位的符号表示晶面方位的符号(Miller指指数），用数），用(hkl)表示病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 晶面指数的确定方法晶面指数的确定方法（（1 1））选选原原点点定定坐坐标标：：以以晶晶胞胞中中某某一一阵阵点点为为原原点点，，对对晶晶胞胞作作晶轴晶轴X、、Y、、Z，以，以晶胞的边长晶胞的边长为晶轴上的为晶轴上的单位长度单位长度1。

2））求截距求截距：：求晶面在三个晶轴上的截距，求晶面在三个晶轴上的截距， 如：如：1、、1、、∞；； 1/2、、1/2、、13））取倒数取倒数: 取这些截距的倒数，取这些截距的倒数， 如：如：1、、1、、0；； 2、、2、、14））化化为为整整数数，，加加圆圆括括号号：：将将所所得得数数值值化化为为最最简简整整数数，，并并加圆括号，即表示该晶面的指数，记为加圆括号，即表示该晶面的指数，记为（（h k l）） 如如：：（（110））、、（（221））病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程X XY YZ Z1∞∞(0)(0)(1)(100)Ø 举例举例:(100):(100)晶面的确定晶面的确定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v 课堂练习课堂练习1. 1. 求截距为求截距为1，，2，，3晶面的晶面指数。

晶面的晶面指数 （（1）取倒数为）取倒数为1，，1/2，，1/3；； （（2）化为最小整数加圆括弧得）化为最小整数加圆括弧得(632)2. 2. 画出（画出（111）晶面 (1) 取取三三指指数数的的倒倒数数1、、1、、1即为截距；即为截距； (2) 分分别别在在X，，Y，，Z三三坐坐标标轴轴上上取取截截距距1，，1，，1；；连连线线成成面面即即得X XY YZ ZO病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程立方晶系晶面指数的标定立方晶系晶面指数的标定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 立方晶系常见的晶面立方晶系常见的晶面病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 晶面族与晶向族晶面族与晶向族p (hkl )与与 [uvw ]分别表示一组平行的晶向和晶面。

分别表示一组平行的晶向和晶面Ø 那些指数不同，但那些指数不同，但原子排列完全相同的原子排列完全相同的晶面晶面 或或晶向晶向，分别称作，分别称作晶面族晶面族或或晶向族晶向族Ø 晶面族用晶面族用 {h k l } 表示表示 晶向族用晶向族用 < u v w > 表示表示病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 举例：举例：{110}{110}晶面族晶面族（（110110））（（101））（（011））（（101））XZY病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 晶向指数的确定方法晶向指数的确定方法（（1））取取原原点点，，定定坐坐标标，，晶晶胞胞的的边边长长作为晶轴上的单位长度。

作为晶轴上的单位长度2））从从原原点点O，，沿沿直直线线所所指指方方向向取取最最近近一一个个点点的的坐坐标标 u v w，，如如：：100，，111，，110 等3））将将此此数数值值化化为为最最小小整整数数，，并并加加方方括括号号，，即即为为该该晶晶向向的的晶晶向向指指数数 ，， 一一 般般 用用 ［［ uvw］］ 表表 示示 ［［100］、［］、［111］、［］、［110］］ 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l晶向族：晶向族：原子排列情况相同，但空原子排列情况相同，但空间位向不同的位向不同的一一组晶向晶向的集合的集合 表示方法：用尖括号表示方法：用尖括号表示，如表示，如 ：：与原点位置无关；每一指数对应一组平行的晶向与原点位置无关；每一指数对应一组平行的晶向 l晶向指数特征晶向指数特征可见任意交换指数的位置和改变符号后的所有结果可见任意交换指数的位置和改变符号后的所有结果都是该族的范围。

都是该族的范围病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v 举例：举例：<111><111>晶向族晶向族[111][111][111][111]XZY病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 立方晶系常见的晶向立方晶系常见的晶向病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 几点说明：几点说明：l遇遇到到负负指指数数，，“—”号号放放在在该该指指数数的的上方上方l晶向具有方向性晶向具有方向性,如如 [110]与与 方方向向相相反。

反XZY(111)[111][110][110]病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l六方晶系的晶向指数标定六方晶系的晶向指数标定•六方晶系一般采用四轴六方晶系一般采用四轴 (a1、、a2、、a3、、c) 坐标系坐标系进行标定进行标定•四轴坐标系中，由于多四轴坐标系中，由于多了一个坐标轴而有所不了一个坐标轴而有所不同•具体有以下两种方法：具体有以下两种方法：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l六方晶系的晶向指数标定六方晶系的晶向指数标定方法一方法一1）用三轴坐标系（）用三轴坐标系（a1, a2, c)求出晶向指数求出晶向指数[U V W]2）根据以下方程换算成四轴）根据以下方程换算成四轴体系的体系的[u v t w]: u = 2/3U-1/3V v = 2/3V-1/3U w = W, t = - (u+v)病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l六方晶系的晶面指数标定六方晶系的晶面指数标定1）建立坐标系：底面用互成）建立坐标系：底面用互成120度的三个坐标轴度的三个坐标轴a1、、a2、、a3，，其单位为晶格常数其单位为晶格常数a，加上垂，加上垂直于底面的方向直于底面的方向Z轴一起构建轴一起构建坐标系，其单位为高度方向的坐标系，其单位为高度方向的晶格常数晶格常数c。

注意注意a1、、a2、、a3三三个坐标值不是独立的变量个坐标值不是独立的变量 2）方法同立方晶系，）方法同立方晶系， (h k i l)为为在四个坐标轴的截距倒数的化在四个坐标轴的截距倒数的化简，其中简，其中 h＋＋k＋＋i＝＝0病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l六方晶系的晶向指数标定六方晶系的晶向指数标定方法二方法二1 1）将坐标原点平移使其与晶向中的一点重合将坐标原点平移使其与晶向中的一点重合2 2）从原点出发，沿平行于四个坐标轴方向依次移动，使）从原点出发，沿平行于四个坐标轴方向依次移动，使之最后到达要标定方向上的某一格点，移动时要使之最后到达要标定方向上的某一格点，移动时要使a3a3轴移动的距离是轴移动的距离是a1a1、、a2a2两轴移动距离之和的负值两轴移动距离之和的负值3 3）将各轴移动距离简化为最小整数加上方括号将各轴移动距离简化为最小整数加上方括号病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程六方晶系中代表性晶面指数六方晶系中代表性晶面指数病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶向的原子密度：该晶向单位长度上的节点晶向的原子密度：该晶向单位长度上的节点(原子原子)数。

数晶面的原子密度：该晶面单位面积上的节点晶面的原子密度：该晶面单位面积上的节点(原子原子)数立方晶系中，相同指数的晶向和晶面垂直；立方晶系中，相同指数的晶向和晶面垂直； [h k l] ⊥⊥（（h k l））晶面间距：相邻两个平行晶面之间的垂直距离晶面间距：相邻两个平行晶面之间的垂直距离Ø晶面间距越大，该晶面上的原子密度也越大晶面间距越大，该晶面上的原子密度也越大Ø同一晶面族的原子排列方式相同，它们的晶面间同一晶面族的原子排列方式相同，它们的晶面间距也相同距也相同Ø不同晶面族的晶面间距也不相同不同晶面族的晶面间距也不相同病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程体心立方体心立方(110)面面面心立方面心立方(111)面面密排六方底面密排六方底面& 知识扩展知识扩展————结构决定性能（举例）结构决定性能（举例）金属的塑性与其晶格结构有关金属的塑性与其晶格结构有关 一般，具有一般，具有面心立方面心立方晶格的金属塑性晶格的金属塑性最好最好，，体心立方体心立方晶格的晶格的次之次之，，密排六方密排六方晶格金属晶格金属最差最差。

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程大部分金属只有一种晶体结构，但也有大部分金属只有一种晶体结构，但也有少数金属如少数金属如FeFe、、MnMn、、TiTi、、CoCo等具有两种等具有两种或几种晶体结构，即具有多晶型或几种晶体结构，即具有多晶型同素异构转变同素异构转变当外部条件当外部条件( (如温度和压力如温度和压力) )改变时，金属改变时，金属由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变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或同素异构转变称为多晶型转变或同素异构转变病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程u晶体具有晶体具有各向异性的根本原因各向异性的根本原因是由于在不同是由于在不同晶向上的原子排列紧密程度不同所致晶向上的原子排列紧密程度不同所致。

u原子紧密程度不同，意味不同方向原子间结原子紧密程度不同，意味不同方向原子间结合力不同，从而使晶体在不同晶向的理化、机合力不同，从而使晶体在不同晶向的理化、机械性能不同械性能不同如：体心立方结构的如：体心立方结构的a-Fea-Fe单晶单晶<111><111>方向方向的弹性模量是的弹性模量是<110><110>方向的两倍多方向的两倍多各向异性各向异性— 晶体在不同方向上的性能不同晶体在不同方向上的性能不同病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶面晶面{100}{110}{111}bccfcc晶向晶向<100><110><111> bccfcc思考：为什么在工业金属材料中，见不到这种各向异性？思考：为什么在工业金属材料中，见不到这种各向异性？病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程理想晶体理想晶体原子完全象晶体学中论述的原子完全象晶体学中论述的那样呈现周期性的规则重复那样呈现周期性的规则重复的排列。

的排列缺陷晶体缺陷晶体指晶体中原子排列的不完整指晶体中原子排列的不完整性，即实际晶体中存在着偏性，即实际晶体中存在着偏离（破坏）晶格周期性和规离（破坏）晶格周期性和规则性的那部分则性的那部分p 实际晶体＝理想晶体＋晶体缺陷实际晶体＝理想晶体＋晶体缺陷病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶体缺陷的分类晶体缺陷的分类点缺陷：点缺陷： 三维方向上原子尺寸大小级别的晶体三维方向上原子尺寸大小级别的晶体缺陷，如空位、间隙原子等缺陷，如空位、间隙原子等线缺陷：线缺陷： 一个方向上的尺寸很大，另两个方向上一个方向上的尺寸很大，另两个方向上的尺寸很小的尺寸很小(原子尺寸大小原子尺寸大小)的晶体缺陷，的晶体缺陷，主要是晶体中的位错主要是晶体中的位错面缺陷：面缺陷： 两个方向上的尺寸很大两个方向上的尺寸很大(晶粒数量级晶粒数量级)，，另外一个方向尺寸很小另外一个方向尺寸很小(原子尺寸大小原子尺寸大小)的晶体缺陷，如晶界、亚晶界等。

的晶体缺陷，如晶界、亚晶界等病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程空位空位间隙原子间隙原子大置换原子大置换原子小置换原子小置换原子 类类 型型：：空位空位、、间隙原子间隙原子、、置换原子置换原子特特 征：征：①① 本身尺寸很小，但晶格畸变可波及很远；本身尺寸很小，但晶格畸变可波及很远； ②② 空位和间隙原子均处于不断的运动和变化之中空位和间隙原子均处于不断的运动和变化之中病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l电子在点缺陷处受到额外的散射，增大材料的电阻电子在点缺陷处受到额外的散射，增大材料的电阻 l有利于原子扩散，空位可作为原子运动的周转站有利于原子扩散，空位可作为原子运动的周转站 l形成其它晶体缺陷。

过饱和的空位可集中在晶体内形成其它晶体缺陷过饱和的空位可集中在晶体内部形成空洞，集中一片的塌陷形成位错部形成空洞，集中一片的塌陷形成位错 点缺陷的存在，会使其附近原子稍微偏离原结点位点缺陷的存在，会使其附近原子稍微偏离原结点位置，造成小区域的晶格畸变，对材料宏观性能产生置，造成小区域的晶格畸变，对材料宏观性能产生影响，使金属的影响，使金属的强度、硬度提高强度、硬度提高↑，，塑性和韧性略降塑性和韧性略降低低↓ 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程位错位错：：晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移，滑移面上滑移区与未滑移区的交界局部滑移，滑移面上滑移区与未滑移区的交界线称作位错线称作位错主要类型主要类型：：刃型位错刃型位错; 螺型位错螺型位错刃型位错刃型位错螺型位错螺型位错病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 原子模型原子模型如图，将晶体的上半部分向左移动一个原子间距，再按原子如图，将晶体的上半部分向左移动一个原子间距，再按原子的结合方式连接起来，这样在分界线的上方将多出半个原子的结合方式连接起来，这样在分界线的上方将多出半个原子面，这种原子错排缺陷称为面，这种原子错排缺陷称为刃型位错刃型位错，表记为，表记为“⊥⊥”或或““T””，错排原子列边缘为，错排原子列边缘为位错线位错线。

　　病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l刃型位错有一额外半原子面刃型位错有一额外半原子面l位错线不一定是直线，也可以是曲线位错线不一定是直线，也可以是曲线l位错线与晶体的滑移方向相垂直，位错线运动的方向位错线与晶体的滑移方向相垂直，位错线运动的方向垂直于位错线垂直于位错线l刃型位错既有正应变，又有切应变对于正刃型位错，刃型位错既有正应变，又有切应变对于正刃型位错，滑移面上方为压应力，下方为拉应力负刃型位错与滑移面上方为压应力，下方为拉应力负刃型位错与之相反 刃刃型位错的特征概括型位错的特征概括病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程在分界线的区域形成一在分界线的区域形成一螺旋面，这就是螺型位螺旋面，这就是螺型位错。

错 A. A. 位错的原子模型位错的原子模型螺型位错滑移面两侧晶螺型位错滑移面两侧晶面上原子的滑移情况面上原子的滑移情况 ：上层原子：上层原子 ：下层原子：下层原子病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l螺型位错没有额外半原子面螺型位错没有额外半原子面l螺型位错线是一个具有一定宽度的细长的晶螺型位错线是一个具有一定宽度的细长的晶格畸变管道，只有切应变，没有正应变格畸变管道，只有切应变，没有正应变l螺型位错线与滑移方向平行螺型位错线与滑移方向平行l位错线运动方向与位错线垂直位错线运动方向与位错线垂直B. B. 螺型位错的特点螺型位错的特点病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 在外力作用在外力作用下，晶体两部分之间下，晶体两部分之间发生相对滑移，在晶发生相对滑移，在晶体内部已滑移和未滑体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向直也不平行滑移方向（柏氏矢量（柏氏矢量b b），这样），这样的位错称为的位错称为混合型位混合型位错错。

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（（a a）混合型位错的形成）混合型位错的形成（（b b）混合位错分解为刃）混合位错分解为刃位错和螺位错示意图位错和螺位错示意图(c) (c) 混合位错线混合位错线附近原子滑移透视附近原子滑移透视图图病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 位错的特征位错的特征：： ①① 在位错线方向尺寸大在位错线方向尺寸大 ②② 位错线周围产生位错线周围产生晶格畸变晶格畸变 位错密度位错密度(ρ)：：单位体积中所包含的单位体积中所包含的 位错线的位错线的总长度总长度，，cm/cm3 一般，金属中一般，金属中 ρ=104～～1012cm/cm3刃型位错刃型位错螺型位错螺型位错病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程物物理理学学家家J. J. M. M. BurgersBurgers提提出出用用一一矢矢量量来来表表征征位位错错性性质质、、晶晶格格畸畸变变的的大大小小和和方方向向。

该该矢矢量量称称为为柏氏矢量柏氏矢量病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程①①首首先人为先人为假设位错线的方向假设位错线的方向对于刃位错目前有两种对于刃位错目前有两种假定：一种是纸背到纸面的方向为正，另一种恰好相假定：一种是纸背到纸面的方向为正，另一种恰好相反应当注意不同假设不会导致位错线和柏氏矢量方反应当注意不同假设不会导致位错线和柏氏矢量方向的相对位向关系发生改变这里采用第一种假设向的相对位向关系发生改变这里采用第一种假设A A、柏氏矢量的确定方法、柏氏矢量的确定方法 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程②②在原子排列基本正常区域在原子排列基本正常区域M M出发，作一个包含位错的出发，作一个包含位错的回路，也称为回路，也称为柏氏回路柏氏回路，这个回路包含了位错发生，这个回路包含了位错发生的畸变区。

采的畸变区采用右手螺旋法则用右手螺旋法则，使大拇指指向位错，使大拇指指向位错线的正向，右螺旋的走向为柏氏回路的走向，这样线的正向，右螺旋的走向为柏氏回路的走向，这样就可以确定柏氏回路的方向为逆时针方向就可以确定柏氏回路的方向为逆时针方向病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程③③在完整晶体中在完整晶体中以同样方向和步数以同样方向和步数作相同回路作相同回路，此时回，此时回路不能封闭路不能封闭④④由完整晶体的由完整晶体的回路终点回路终点Q Q到起点到起点M M引一矢量引一矢量b b使回路封使回路封闭，这个矢量就称为该位错的柏氏矢量闭，这个矢量就称为该位错的柏氏矢量 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程⑤⑤螺位错的柏氏矢量可用相同方法（即人为的确定由纸螺位错的柏氏矢量可用相同方法（即人为的确定由纸背指向纸面为螺位错的正向，再根据右手螺旋法则确背指向纸面为螺位错的正向，再根据右手螺旋法则确定柏氏回路的方向）确定。

它的柏氏矢量与位错线平定柏氏回路的方向）确定它的柏氏矢量与位错线平行，规定位错线与矢量行，规定位错线与矢量b b同向时为右螺旋位错，反向同向时为右螺旋位错，反向是为左螺型位错是为左螺型位错病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程bb正刃型正刃型位错位错负刃型负刃型位位错错bb右螺型右螺型位错位错左螺型左螺型位错位错bb1b2混合型混合型位错位错病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l利用柏氏矢量可以简单判断位错类型利用柏氏矢量可以简单判断位错类型柏氏矢量与位错柏氏矢量与位错线相互垂直时为刃型位错；柏氏矢量与位错线相互平行线相互垂直时为刃型位错；柏氏矢量与位错线相互平行时为螺型位错；柏氏矢量与位错线的夹角在时为螺型位错；柏氏矢量与位错线的夹角在0 0～～9090o o为混为混合位错。

合位错l柏氏矢量的大小可以表示晶格畸变总量的大小柏氏矢量的大小可以表示晶格畸变总量的大小通过柏氏回路将畸变叠加起来，总量的大小可用柏氏矢量表示氏回路将畸变叠加起来，总量的大小可用柏氏矢量表示出来柏氏矢量越大，晶格畸变越严重柏氏矢量越大，晶格畸变越严重l柏氏矢量可以表示晶体滑移的方向和大小柏氏矢量可以表示晶体滑移的方向和大小位错线是晶位错线是晶体在滑移面上已滑移区和未滑移区的边界线位错线运体在滑移面上已滑移区和未滑移区的边界线位错线运动时扫过滑移面，晶体即发生滑移，动时扫过滑移面，晶体即发生滑移，滑移量的大小为柏滑移量的大小为柏氏矢量，方向为柏氏矢量的方向氏矢量，方向为柏氏矢量的方向B B、柏氏矢量的重要特征、柏氏矢量的重要特征病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l同一位错的柏氏矢量与柏氏回路的大小和回路同一位错的柏氏矢量与柏氏回路的大小和回路在位错线上的位置无关，在位错线上的位置无关，每根位错具有唯一的每根位错具有唯一的柏氏矢量柏氏矢量。

l一根不分叉的位错线，不管其形状如何，对应一根不分叉的位错线，不管其形状如何，对应唯一柏氏矢量唯一柏氏矢量l位错不可能终止于晶体的内部，只能到表面、位错不可能终止于晶体的内部，只能到表面、晶界和其他位错晶界和其他位错，在位错网的交汇点，必然是，在位错网的交汇点，必然是总的柏氏矢量之和为零总的柏氏矢量之和为零C C、柏氏矢量守恒、柏氏矢量守恒病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程l在晶体内部，位错线一定是封闭的，或者自身封闭在晶体内部，位错线一定是封闭的，或者自身封闭成位错圈，或构成三维位错网络成位错圈，或构成三维位错网络l晶体中位错数量可用位错密度晶体中位错数量可用位错密度ρρ、即单位体积位错、即单位体积位错线的总长度表示线的总长度表示 l退火状态下金属材料位错密度较低，约在退火状态下金属材料位错密度较低，约在10106 6的数量的数量级；经过较大的冷塑性变形，位错密度可达级；经过较大的冷塑性变形，位错密度可达101010--1210--12的数量级。

的数量级病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程含位错含位错试样试样抛抛光侵蚀后，光侵蚀后，位错露头易侵蚀而出现规位错露头易侵蚀而出现规则的多边型且排列有一定则的多边型且排列有一定规律的蚀坑这种观察方规律的蚀坑这种观察方法在晶粒较大，位错较少法在晶粒较大，位错较少时才有明显效果时才有明显效果 将试样减薄到几十到数将试样减薄到几十到数百个原子层百个原子层(500nm以以下下)，利用透射电镜进，利用透射电镜进行观察，可直接观察到行观察，可直接观察到位错线 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程高温合金热机械疲劳后产生的位错网高温合金热机械疲劳后产生的位错网铝合金中的位错铝合金中的位错柱状单晶铜中的位错柱状单晶铜中的位错病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 金属的塑性变形主要由金属的塑性变形主要由位错运动引起，因此阻碍位错运动引起，因此阻碍位错运动是位错运动是强化金属强化金属的主的主要途径。

要途径 从从  -   关系可以看关系可以看出：出：大量增加位错密度，大量增加位错密度，使金属材料的强度提高使金属材料的强度提高v 位错对力学性能的影响位错对力学性能的影响：位错强化位错强化病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Ø单单晶晶体体：：由由一一个个晶晶核核生生长长而而成成的的晶晶体体称称为为单单晶晶体体在在单单晶晶体体中中，，原原子子都都是是按按同同一一取取向向排排列列，，具具有有各各向向异异性性如如天天然然金金刚刚石石、、人造单晶硅人造单晶硅Ø多多晶晶体体：：由由许许多多取取向向不不同同的的小小的的单单晶晶体体所所组组成成的的晶晶体体称称为为多多晶晶体体多晶体是多晶体是各向同性各向同性的病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程CeO2单晶纳米颗粒多晶Filled skutterudite 化合物的结构病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 组成多晶体的小单晶体称为组成多晶体的小单晶体称为晶粒晶粒；； 晶粒之间的界面称为晶粒之间的界面称为晶界晶界；； 多晶体多晶体中，各小的单晶体位向或取向不同，虽然每个小中，各小的单晶体位向或取向不同，虽然每个小晶粒具有各向异性，但整体材料则是它们的平均值，表现为晶粒具有各向异性，但整体材料则是它们的平均值，表现为各向同性各向同性。

工程材料大多都为多晶体工程材料大多都为多晶体 光学金相显示的纯铁晶界病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 晶界就是空间取向晶界就是空间取向( (或位向或位向) )不同的相邻晶粒之间的分界面不同的相邻晶粒之间的分界面l小角度晶界小角度晶界晶界两侧的晶晶界两侧的晶粒位向差很小可看成是一粒位向差很小可看成是一系列刃位错排列成墙，晶界系列刃位错排列成墙，晶界中位错排列愈密，则位向差中位错排列愈密，则位向差愈大 l大角度晶界大角度晶界晶界两侧的晶晶界两侧的晶粒位向差较大，不能用位错粒位向差较大，不能用位错模型病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶界晶界: 是不同位向晶粒的过渡部位，宽度是不同位向晶粒的过渡部位，宽度5~10个原个原子间距子间距，位向差一般在，位向差一般在20~40°。

亚晶界亚晶界: 位向差很小位向差很小 (10’~2 °) 的小晶块为亚晶粒，的小晶块为亚晶粒，亚晶粒之间的交界面称为亚晶界亚晶粒之间的交界面称为亚晶界亚晶界亚晶界晶界晶界病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶界特性•具有界面能•内吸附•提高金属的强度和硬度病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程相界面的分类相界面的分类两种不同相的分界面两种不同相的分界面病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程v 晶体缺陷对性能的影响（共性）晶体缺陷对性能的影响（共性）Ø 产生晶格畸变，使实际金属的强度远远小于理想金属产生晶格畸变，使实际金属的强度远远小于理想金属Ø 晶界处位错密度高，使其局部晶界处位错密度高，使其局部σs HBSØ 对实际金属，晶体缺陷越多（尤其位错），对实际金属，晶体缺陷越多（尤其位错），σs HBS位错的滑移过程位错的滑移过程实际金属的晶体结构实际金属的晶体结构位错滑移位错滑移.swf位错位错病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1.1.。

金属的概念金属的概念2.2.晶体的概念晶体的概念3.3.三种典型的金属晶体三种典型的金属晶体结构构4.4.晶向指数与晶面指数表示方法晶向指数与晶面指数表示方法 5.5.各向异性各向异性6.6.晶体中常晶体中常见的缺陷的缺陷类型及型及对性能的影响性能的影响 7.7.柏氏回路和柏氏矢量的确定，柏氏回路和柏氏矢量的确定，柏氏矢量和柏氏矢量和位位错类型的关系型的关系。