金属学与热处理-1-1.ppt

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1、结构原子结构原子的空间排列显微组织第一章金属和合金的晶体结构结构原子结构原子的空间排列显微组织原子核外电子的排布方式显著影响材料的电、磁、光和热性能，还影响到原子彼此结合的方式，从而决定材料的类型第一章金属和合金的晶体结构晶态和非晶态。晶体结构显著影响材料的力学性能。结构原子结构原子的空间排列显微组织第一章金属和合金的晶体结构晶粒的大小、合金相的种类、数量和分布等参数。结构原子结构原子的空间排列显微组织第一章金属和合金的晶体结构第一章金属和合金的晶体结构第一章金属和合金的晶体结构第一章金属和合金的晶体结构§1.1金属

2、原子间的键合特点§1.2金属晶体典型结构§1.3合金相结构§1.4金属晶体缺陷§1.1金属原子间的键合特点金属的定义金属是具有正的电阻温度系数的物质,通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽§1.1金属原子间的键合特点原子结构理论原子原子核质子(10-8cm,1836倍)(10-8cm)(10-12cm)中子(10-8cm,1838倍)电子(10-13cm)(9.1х10-28g)Example1-1Calculatethenumberofatomsin100gofsilver.(Theatomicm

3、assofsilveris107.868g/mol.Avogadro’snumberis6.02X1023/mol)§1.1金属原子间的键合特点金属原子的结构特点§1.1金属原子间的键合特点金属原子的结构特点其最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。价电子§1.1金属原子间的键合特点当原子靠近到一定程度时，原子间会产生较强的作用力。结合力外层电子作用形式稳定的八电子排布结构接受或释放额外电子共有电子§1.1金属原子间的键合特点§1.1金属原子间的键合特点金属键共有价电子→电子云→键无方向性和饱和性性能特点：1

4、)良好的导电性及导热性；2)正的电阻温度系数；3)良好的强度及塑性；4)特有的金属光泽。§1.1金属原子间的键合特点金属键离子键共价键得失价电子→正负离子→①高熔点、高硬度、低塑②良好的电绝缘体等§1.1金属原子间的键合特点金属键离子键共价键共有电子对→键有饱和性→①高熔点、高硬度、低塑性②电绝缘体等范德瓦尔键§1.1金属原子间的键合特点形成：一个分子的正电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结合在一起称为分子键。特性：分子晶体因其结合键能很低，所以其熔点很低，硬度也低。但其绝缘性良好。离子键共价键金属

5、键结构特点方向性不明显，配位数大方向性明显，配位数小，密度小无方向性，配位数大，密度大力学性能强度高，劈裂性良好，硬度大强度高，硬度大有各种强度，有塑性热力性质熔点高，膨胀系数小，熔体中有离子存在熔点高，膨胀系数小，熔体中有的含有分子有各种熔点，导热性好，液态的温度范围宽电学性质绝缘体，熔体为导体绝缘体，熔体为非导体导电体（自由电子）光学性质与各构成离子的性质相同，对红外线的吸收强，多是无色或浅色透明的折射率大，同气体的吸收光谱很不同不透明，有金属光泽§1.1金属原子间的键合特点结合键的特性问题：金属原子为什么趋于规

6、则排列？§1.1金属原子间的键合特点结合力与结合能以双原子模型为例（NaCl）吸引力：正离子与负离子（电子云）间静电引力，长程力排斥力：正离子间，电子间的作用力，短程力结合力＝吸引力＋排斥力;结合能＝吸引能＋排斥能§1.1金属原子间的键合特点WhereFcisthecoulombicforceofattractionbetweentwooppositelychargedions,ristheseparationdistancebetweenthecentersoftheions,Zisthevalenceofthec

7、hargedion,qisthechargeofasingleelectron(0.16x10-18C),andk0isaproportionalityconstant(9x109V.m/C)§1.1金属原子间的键合特点WhereFcisrepulsiveforce,andareexperimentallydeterminedconstantsforagivenionpair.§1.1金属原子间的键合特点结合力与结合能§1.1金属原子间的键合特点结合力与结合能原子间必须保持一定的平衡距离，这是固态金属中的原子趋于

8、规则排列的重要原因。§1.1金属原子间的键合特点§1.1金属原子间的键合特点Example1-2CalculatecoulombicforceofattractionbetweenNa+andCl-inNaCl(rNa+=0.098nm,rCl-=0.181nm,1V.C=1J)Whatistherepulsiveforceinthiscase