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1、晶体结构与结晶一、金属原子的结构特点§1-1金属金属？最外层电子很少，一般为1-2个，最多3个具有正的电阻温度系数的物质。原子核：带正电质子：正电荷中子：电中性核外电子：带负电原子金属原子的结构特点:失去电子形成正离子（正电性元素）11质子12中子K层(n=1)L层(n=2)M层(n=3)1s22s22p63s1Na结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页空间规则排列的原子→刚球模型→晶格(crystallattice)（空间点阵）→晶胞(unitcell)（具有周期性最小组成单元，或能完全反映
2、晶格特征的最小几何单元)。2．理想晶体结构3．晶胞的描述晶体学参数：a,b,c；α,β,γ晶格常数(latticeconstant)：a,b,ccXZYOαβγba14种布拉菲点阵根据6个点阵参数间的相互关系，可将全部空间点阵归属于7种类型，即7个晶系。按照“每个阵点的周围环境相同“的要求，布拉菲（BravaisA．）用数学方法推导出能够反映空间点阵全部特征的单位平面六面体只有14种，这14种空间点阵也称布拉菲点阵布拉菲空间点阵晶胞（14种）结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页晶向(crys
3、taldirection):在晶格中,任意两原子之间的连线所指的方向。晶面(crystalface):在晶格中由一系列原子所构成的平面称为晶面。结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页4．三种典型的金属晶体晶胞(图)属于此类结构的金属有：碱金属、难溶金属（V、Nb、Ta、Cr、Mo、W）、a-Fe等属于此类结构的金属有：Al、贵重金属、γ-Fe、Ni、Pb、Pd、Pt以及奥氏体不锈钢等。属于此类结构的金属有：Mg、Zn、a-Be、a-Ti、a-Zr、a-Hf、a-Co等。体心立方晶胞bcc面心立
4、方晶胞fcc密排六方晶胞hcp晶胞原子数：是指在一个晶胞中所含的原子数目。（体心：2）配位数：是指晶格中与任一原子最邻近且等距离的原子数目。体：8致密度：致密度=晶胞中原子所占有的体积/晶胞的体积。体：0.68结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页①、体心立方晶胞BCC——Body-CenteredCube晶胞晶体学参数原子半径晶胞原子数配位数致密度BCCa=b=c,a=b=g=90o280.68演示图结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首
5、页②、面心立方晶胞FCCFace-CenteredCube晶胞晶体学参数原子半径晶胞原子数配位数致密度FCCa=b=c,a=b=g=90o4120.74演示图结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页③、密排六方晶胞HCPHexagonalClose-Packed晶胞晶体学参数原子半径晶胞原子数配位数致密度HCPa=b≠c,c/a=1.633,a=b=90o,g=120oa/26120.74演示图结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页体BCC
6、、面FCC、密HCP晶胞的重要参数晶胞晶体学参数原子半径晶胞原子数配位数致密度BCCa=b=c,a=b=g=90o280.68FCCa=b=c,a=b=g=90o4120.74HCPa=b≠c,c/a=1.633,a=b=90o,g=120oa/26120.74④同素异构性：结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页§1.3实际晶体实际晶体——多晶体并存在着晶体缺陷.单晶体：内部晶格位向完全一致——各向异性1、多晶体：由许多位向各不相同的单晶体块组成——具有各向同性。2．晶体缺陷(crystald
7、efect)：实际晶体中存在着偏离（破坏）晶格周期性和规则性的部分。a、点缺陷b、线缺陷（位错）c、面缺陷结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程首页a、点缺陷(pointdefect)——晶格结点处或间隙处，产生偏离理想晶体的变化空位(vacancy)：晶格结点处无原子置换原子(gapatom)：晶格结点处为其它原子占据间隙原子(substitutionalatom)：原子占据晶格间隙间隙原子、置换原子示意图结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMaterialsMAT,SWJTU教程
8、首页晶格畸变:强度硬度升高.置换原子引起的晶格畸变空位引起的晶格畸变结束放映下一页上一页本章首页EngineeringMa
