最新3材料的结构汇总教学讲义PPT课件.ppt

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1、3材料的结构汇总晶体：材料中的原子（离子、分子）在三维空间呈规则，周期性排列。非晶体：原子在三维空间无规则堆积。非晶体：蜂蜡、玻璃等。晶体金刚石、NaCl、冰等。晶体的概念2.1金属的晶体结构图2.1晶体与非晶体3材料的结构十五863子课题验收汇报金属晶体的特性（1）有确定的熔点熔点晶体非晶体时间温度图2.2晶体和非晶体的熔化曲线3材料的结构十五863子课题验收汇报晶胞的几何形状的表示－晶格参数XYZabc晶格常数a，b，c图2.6晶格常数3材料的结构十五863子课题验收汇报三种常见的金属晶体结构（1）体心立方晶格（bcc）体心立方晶格的晶胞它是一个立

2、方体。在晶胞的中心和八个角上各有一个原子，晶胞角上的原子为相邻的八个晶胞所共有，每个晶胞实际上只占有1／8个原子。而中心的原子为该晶胞所独有。故晶胞中实际原子数为8×1／8＋1＝2（个）。-Fe、W、V、Mo等图2.7体心立方晶格3材料的结构十五863子课题验收汇报体心立方晶胞的一些参数晶格常数：a=b=c；===90晶胞原子数：原子半径：致密度：0.68致密度=Va/Vc，其中Vc:晶胞体积a3Va:原子总体积24r3/3XYZabc2r2raa23材料的结构十五863子课题验收汇报（2）面心立方晶格（fcc）面心立方晶格也是一个立方体，在晶

3、胞的每个角上和晶胞的六个面的中心都排一个原子，晶胞角上的原子为相邻的八个晶胞所共有，而每个面中心的原子为两个晶胞共有。所以，面心立方晶胞中原子数为8×1／8＋6×1／2＝4（个）。-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag等图2.8面心立方晶格3材料的结构十五863子课题验收汇报面心立方晶胞的参数晶格常数：a=b=c；===90晶胞原子数：原子半径：致密度：0.74XYZabc密排方向43材料的结构十五863子课题验收汇报（3）密排六方晶格（hcp）密排六方晶胞每个角上的原子为相邻的六个晶胞所共有，上、下底面中心的原子为两个原子所共有，晶胞中三个原子为该

4、晶胞独有。所以，密排六方晶胞中原子数为12×1／6＋2×1／2＋3＝6（个）。C（石墨）、Mg、Zn等晶格常数底面边长a底面间距c侧面间角120侧面与底面夹角90晶胞原子数：6原子半径：a/2致密度：0.74图2.9密排六方晶格3材料的结构十五863子课题验收汇报合金的晶体结构（1）合金的基本概念由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质，称为合金。组成合金的最基本的、独立的物质叫做组元。组元通常是纯元素，但也可以是稳定的化合物。根据组成合金组元数目的多少，合金可以分为二元合金、三元合金和多元合金。合金中，具有同一化学成分且

5、结构相同的均匀部分叫做相。合金中相与相之间有明显的界面。液态合金通常都为单相液体。固态下，由一个固相组成时称为单相合金，由两个以上固相组成时称为多相合金。合金的性能一般都是由组成合金的各相成分、结构、形态、性能和各相的组合情况——组织所决定的。3材料的结构显微组织：是观察到的在金属内部组成相的大小、方向、形状、分布及相互结合状态。十五863子课题验收汇报（2）合金的相结构由于组元间相互作用不同，固态合金的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类。1、固溶体合金在固态下，组元间能够互相溶解而形成的均匀相称为固溶体。图2.10固溶体第二章材料的结构十五863子课题验

6、收汇报固溶体类型ZXY间隙原子间隙固溶体置换固溶体置换原子YXZ十五863子课题验收汇报不管溶质原子处于溶剂原子的间隙中或者代替了溶剂原子都会使固溶体的晶格发生畸变，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现象，称为固溶强化。固溶强化是提高金属材料力学性能的重要途径之一。实践表明，适当控制固溶体中的溶质含量，可以在显著提高金属材料的强度、硬度的同时，仍能保持良好的塑性和韧性。因此，对综合力学性能要求较高的结构材料，都是以固溶体为基体的合金。图2.11固溶体中的晶格畸变示意图第二章材料的结

7、构十五863子课题验收汇报2、金属化合物金属化合物的晶格类型与形成化合物各组元的晶格类型完全不同，一般可用化学分子式表示。钢中渗碳体（Fe3C）是由铁原子和碳原子所组成的金属化合物，它具有复杂的晶格形式。化合物类型：正常价化合物——按化合价规律形成，如，Mg2Si。电子化合物——按电子浓度规律形成，如，Cu3Al。间隙化合物——过渡金属+小半径非金属元素间隙相r非/r金0.59，如，WC、TiC、VC复杂结构的间隙化合物r非/r金0.59如，Fe3C、Cr23C6金属化合物的性能不同于任一组元，其溶点一般较高、硬而脆。当它呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上

8、时，将使合金的强度、硬度和耐磨性明显提高，这一现象称