材料科学基础 材料的结构_3.pptx

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1、1ExampleCu（Copper）hasanatomicradiusof0.128nm,aFCCcrystalstructure,andanatomicweightof63.5g/mol.Pleasecalculateitsmassdensityandcomparetheanswerwithitsmeasureddensity.Solution:Vc=a3=16(2)1/2R3,n=4,NA=6.023x1023M=nMCu/(VcNA)=(4atoms/unitcell*63.5g/mol)/[16(2)1/2(1.28*10-8cm)3/unitcell*6.023

2、x1023atoms/mol]=8.89g/cm3(TheliteraturevalueforthemassdensityofCuis8.96g/cm3)DeterminethedensityofBCCiron,whichhasalatticeparameterof0.2866nm.Solution:ForaBCCcell,atoms/cell=2a0=0.2866nm=2.866×10-8cmatomicmass=55.847g/molvolumeofunitcell=a03=23.54×10-24cm3/celldensity32.2.2点阵常数与原子半径点阵常数是表

3、征晶体结构的一个重要基本参数。1.主要通过X射线衍射分析获得。2.不同金属可以有相同的点阵类型，但各金属由于电子结构及其所决定的原子间结合情况不同，因而具有不同的点阵常数。3.点阵常数随温度或压力不同而变化。42.2.2点阵常数与原子半径原子半径：在原子密堆排列的方向上，利用原子等径刚性球密堆模型，以相切两刚性球中心距离的一半作为原子半径，并根据X射线测得的点阵常数求得。但事实上，原子半径并非固定不变，除与温度、压力等外界条件有关外，还受结合键、配位数以及外层电子结构等因素的影响。5原子半径：单位1Å=10-10m离子半径ionicradius共价半径covalentra

4、diusGoldschmidt半径Goldschmidtradius62.2.3原子堆垛方式atomicpacking体心立方BCC（110）面上的原子排列面心立方FCC（110）面上的原子排列7三种常见晶格的密排面和密排方向单位面积晶面上的原子数称晶面原子密度，即面密度。单位长度晶向上的原子数称晶向原子密度，即线密度。原子密度最大的晶面或晶向称密排面或密排方向。BCCFCCHCP8体心立方面心立方密排六方{110}密排面{111}密排面{0001}密排面{111}非密排面{110}非密排面{1010}密排面-Theatomicarrangementandlinearde

5、nsityoftheimportantdirectionincubiccrystal.linearindicesBCCFCCatomicarrangementlineardensityatomicarrangementlineardensity<100><110><111>Theatomicarrangementandplanardensityoftheimportantdirectionincubiccrystal.planeindicesBCCFCCatomicarrangementplanardensityatomicarrangementplanardensity

6、{100}{110}{111}11三种常见晶格的密排面和密排方向密排面数量密排方向数量体心立方晶格{110}6<111>2面心立方晶格{111}4<110>3密排六方晶格六方底面1底面对角线312密排堆垛结构close-packedstructuresFCC和HCP结构具有最致密的晶体结构(致密度0.74)FCC晶格中(111)面的堆垛顺序为ABCABCABC…HCP晶格中(0001)面的堆垛顺序为ABABAB…ABCABCABC…ABABAB…AAAAAAABBBCCCA13atomicpackinginFCC14atomicpackinginHCP15密排堆垛结构cl

7、ose-packedstructuresFCC和HCP结构具有最致密的晶体结构(致密度0.74)FCC晶格中(111)面的堆垛顺序为ABCABCABC…HCP晶格中(0001)面的堆垛顺序为ABABAB…ABCABCABC…ABABAB…16FCCHCP晶体结构可以视为原子密排面在空间一层层平行堆垛的结果。172.2.4间隙interstices八面体间隙：位于6个原子所组成的八面体中间的间隙(octahedralinterstice)；四面体间隙：位于4个原子所组成的四面体中间的间隙(tetrahedralinterstic