8章 金属晶体结构
金属间化合物的晶体结构
12、Cu3Ti型结构
化学式： A3B ；
—A —B
12、 Cu3Ti型结构 —A —B
—A —Bຫໍສະໝຸດ 8、L21型结构 化学式： A2BC； 结 构：L21型—体心正方晶系；
—A —B —C
9、C11b型结构
化学式： AB2； 结 构：C11b型—体心正方晶系；
—A —B
10、hcp型结构
10、hcp型结构
11、DO19型结 构
化学式： A3B ；
—A —B
11、DO19型结 构 —A —B
1、面心立方结构
[001]
a
[100]
a
a
[010]
2、L12型结构
化学式：A3B； 结 构：L12型—面心正方晶系；
—A —B
[001]
c
[100]
a
a
[010]
3、L10型结构
化学式：AB； 结 构：L10型—面心正方晶系； 特点：[001]方向上是由仅含 A原子组成的原子面与仅含B原子的原子面交替重叠 堆垛而成，所以[100]、[010]方向上的点阵常数与[001]方向的不一样，把[001]视 为c轴，其他两轴为a轴；
—A —B
[001]
c
[100]
a
a
[010]
4、DO22型结构
化学式：A3B； 结 构：DO22型—面心正方晶系；
—A —B
5、体心立方结 构
6、B2型结构
化学式：AB； 结 构：B2型—体心正方晶系；
—A —B
7、DO3型结构
化学式： A3B ； 结 构：DO3型—体心正方晶系；
金属常见的三种晶体结构
金属常见的三种晶体结构
金属是由原子键紧密排列在一起而形成的固态，它们的结构可以分为三种：非晶态，单斜晶格和立方晶格。
非晶态是一种金属的结构，它和晶态有很大的不同，因为它没有安排成典型排列。
它是由大量低秩排列的原子构成的，没有晶面，且具有较低的密度。
这种结构经常出现在薄膜中，但也有一些金属在处于高温状态时以非晶态存在的特点。
单斜晶格是金属中最普遍的晶体结构。
它的特点是原子被排列在能量最低的八位置中，将空间划分为六个同心圆，将其围绕中心共轭，形成金属化合物中最常见的晶格结构。
该晶体结构非常稳定，在Big Bang中释放出来的原子大多就以单斜晶格结构存在。
另一种金属常见晶体结构是立方晶格结构。
立方晶格由很多个单元格组成，每个小单元中心都有一个原子，形成一个正交的立方晶格，原子的排列形成一个空mid的和的画面，可以把金属想象为一个巨大的正方体，巨大的正方体是由正方体组成的，原子是此晶体结构的组成单位。
总之，金属通常以非晶格、单斜晶格和立方晶格三种晶体结构存在，它们的生成和行为直接关系到金属的特性。
金属的宏观特性及其在特定情况下的表现受它们的晶体结构紧密相关。
理解金属的晶体结构对科学家们的研究和应用非常重要。
金属的晶体结构
金属的晶体结构
晶格结构
金属的晶格结构可以分为几种常见类型：
1. 立方晶格：包括面心立方晶格和体心立方晶格两种。
面心立方晶格中，每个原子占据正方形的每个面的中心和每个角的一半位置。
体心立方晶格中，每个原子位于立方体的中心。
2. 六角密排晶格：每个原子占据六边形密集堆积的每个角和每个孔的一半位置。
3. 其他晶格：还有一些金属存在其他的非常规晶格结构，如密排立方和简单立方等。
应用
金属的晶体结构对其性能和性质具有重要影响。
通过改变金属
的晶体结构，可以调节金属的硬度、强度、导电性、热导性等特性。
同时，晶体结构也决定了金属的晶界、位错等缺陷的分布和性质。
在金属加工中，了解金属的晶体结构可以帮助工程师选择合适
的加工方法和工艺参数，以获得所需的金属性能。
结论
金属的晶体结构是金属固体内原子或离子的有序排列方式。
不
同的晶格结构决定了金属的性能和性质。
通过了解金属的晶体结构，可以更好地设计和加工金属材料。
金属的晶体结构与结晶
金属的晶体结构与结晶第一节金属的晶体结构固态物质按其原子排列规律的不同可分为晶体与非晶体两大类。
原子呈规则排列的物质称为晶体，如金刚石、石墨和固态金属及合金等，晶体具有固定的熔点，呈现规则的外形，并具有各向异性特征；原子呈不规则排列的物质称为非晶体，如玻璃、松香、沥青、石蜡等，非晶体没有固定的熔点。
一、晶体结构的基本概念在金属晶体中，原子是按一定的几何规律作周期性规则排列。
为了便于研究，人们把金属晶体中的原子近似地设想为刚性小球，这样就可将金属看成是由刚性小球按一定的几何规则紧密堆积而成的晶体。
图2.1 晶体、晶格与晶胞示意图1．晶格为了研究晶体中原子的排列规律，假定理想晶体中的原子都是固定不动的刚性球体，并用假想的线条将晶体中各原子中心连接起来，便形成了一个空间格子，这种抽象的、用于描述原子在晶体中规则排列方式的空间格子称为晶格。
晶体中的每个点叫做结点。
2．晶胞晶体中原子的排列具有周期性的特点，因此，通常只从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律，这个最小的几何单元称为晶胞。
实际上整个晶格就是由许多大小、形状和位向相同的晶胞在三维空间重复堆积排列而成的。
3．晶格常数晶胞的大小和形状常以晶胞的棱边长度a、b、c及棱边夹角α、β、γ来表示，如图2.1 c)所示。
晶胞的棱边长度称为晶格常数，以埃(Å)为单位来表示(1Å =10-8cm)。
当棱边长度a=b=c，棱边夹角α=β=γ=90°时，这种晶胞称为简单立方晶胞。
由简单立方晶胞组成的晶格称为简单立方晶格。
二、常见金属的晶格类型1．体心立方晶格体心立方晶格的晶胞是一个立方体，其晶格常数a=b=c，在立方体的八个角上和立方体的中心各有一个原子，。
每个晶胞中实际含有的原子数为(1/8)×8+1=2个。
具有体心立方晶格的金属有铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、α铁(α-Fe)等。
金属的晶体结构
1、金属的晶体结构金属在固态下原子呈有序、有规则排列。
晶体有规则的原子排列，主要是由于各原子之间的相互吸引力与 排斥力相平衡。
晶体特点：(1) 有固定熔点，(2) 原子呈规则排列，宏观断口有一定形态且不光滑(3) 各向异性，由于晶体在不同方向上原子排列的密度不同， 所以晶体在不同方向上的性能也不一样。
三种常见的晶格及分析(1) 体心立方晶格：铬，钒，钨，钼，a -Fe 。
1/8*8+仁2个原子(2) 面心立方晶格：铝，铜，铅，银，丫 -Fe 。
1/8*8+1/2*6=4个 原子(3) 密排六方晶格：镁，锌。
6个原子？用以描述原子在晶体中 排列的空间格子叫晶格编辑版word金属的晶体结构2、金属的结晶体心立方晶格 面心立方晶格密排六方晶格结晶的概念：金属材料通常需要经过熔炼和铸造，要经历有液态变成固态的凝固过程。
金属由原子的不规则排列的液体转变为规则排列的固体过程称为结晶结晶过程：不断产生晶核和晶核长大的过程冷却曲线：过冷现象：实际上有较快的冷却速度。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差，过冷度。
金属结晶后晶粒大小—般来说，晶粒越细小，材料的强度和硬度越咼，塑性韧性越好为了提高金属的力学性能，必须控制金属结晶后晶粒的大小。
细化晶粒的根本途径：控制形核率及长大速度。
细化晶粒的方法：(1)增大过冷度，增加晶核数量(2)加入不熔物质作为人工晶核(3)机械振动、超声波振动和电磁振动金屬晶體缺陷：金屬材料以肉眼觀察其外表似乎是完美的；實際不然，金屬晶體含有許多缺陷，這些缺陷可分類為點缺陷、線缺陷及面缺陷。
這缺陷對金屬材料的性質有很重要的影響。
點缺陷：金屬最簡單形式的點缺陷就是空孔空孔是最簡單形式的點缺陷，原子在結晶格子位置上消失间隙原子置代原子線缺陷：線缺陷一般通稱為「差排」(dislocatio n)。
差排的產生主要與金屬在機機加工時的塑性變形有關；亦即金屬塑性變形量愈大，差排也就愈多编辑版word面缺陷金屬的缺陷有：外表面、晶粒界面（簡稱晶界）及疊差等。
金属的晶体结构介绍
金属的晶体结构介绍
一基本概念
固体物质按原子排列的特征分为：
晶体: 原子排列有序,规则,固定熔点,各项异性。
非晶体:原子排列无序,不规则,无固定熔点,各项同性。
如: 金属、合金,金刚石—晶体玻璃,松香、沥青—非晶体
晶格: 原子看成一个点,把这些点用线连成空间格子。
结点: 晶格中每个点。
晶胞: 晶格中最小单元,能代表整个晶格特征。
晶面: 各个方位的原子平面。
晶格常数: 晶胞中各棱边的长度(及夹角), 以A(1A=10-8cm)度量
金属晶体结构的主要区别在于晶格类型,晶格常数。
二常见晶格类型
1 体心立方晶格：Cr 、W、α-Fe、Mo 、V等,特点：强度大,塑性较好,原子数:1/8 X8 +1=2，20多种
2 面心立方晶格: Cu、Ag、Au、Ni、Al、Pb、γ- Fe塑性好。
原子数：4，20多种
3 密排六方晶格：Mg、Zn、Be、β-Cr α-Ti Cd(镉)，纯铁在室温高压(130x108N/M2)成ε-Fe，原子数=1/6 x12+1/2 x2+3=6 , 30多种三多晶结构
单晶体：晶体内部的晶格方位完全一致。
多晶体：许多晶粒组成的晶体结构，各项同性。
晶粒：外形不规则而内部晶各方位一致的小晶体。
晶界：晶粒之间的界面。
金属晶体结构及结晶
亚晶界示意图
Cu-Ni 合金中的亚结构
金属的晶体结构
①使实际金属的强度远远小于理想金属 ②晶界处位错密度高，使其局部强度 强度 硬度 塑性 韧性 硬度
金属的晶体结构
（二）晶体学基础
把晶体中每个原子抽象成一个点，用直线连接，构成的空
间格架称为晶格。
组成晶格的最小几何组成单元是晶胞。a、b、c是晶格常 数，单位是10-10m(Å)； 晶胞各边夹角以a、b及g表示。
Z
b g X ba a源自c Y原子排列模型晶
格
晶
胞
简单立方晶体
金属的晶体结构
（二）晶体学基础
物质由原子组成。原子的结 合方式和排列方式决定了物 质的性能。 原子、离子、分子之间的结 合力称为结合键。它们的具 体组合状态称为结构。 自然界中的固态物质按其原 子（或分子、离子）的聚集 状态可分为晶体和非晶体两 大类。
C60
金属的晶体结构
晶体：原子（原子团或离子）在三维空间按一定规则 周期性重复排列的固体。如固态金属、钻石、冰等。 晶体具有各向异性。 非晶体：原子（原子团或离子）在三维空间中无规则 排列的物质，也称为玻璃态。如松香、玻璃、塑料等。
[111]方向上，弹性模量E=290000Mpa ；[001]方向上，弹性模量E=135000Mpa
金属的晶体结构
（五）单晶体的各向异性 单晶体具有各向异性的特征。但工业上 实际应用的金属材料，因为属于多晶体，一
般不具有各向异性的特征。如工业纯铁在任
何方向上其弹性模量E均为2.1×105MPa。
金属的晶体结构
(一)、固溶体
基本特征：
（1）在原子尺度上是相互混合的。 （2）不破坏主晶相原有的晶体结构，但晶 胞参数可能有少许改变，基本保持了主晶相 的特性。
产生固溶体的过程
晶体生长过程中 溶液或熔体析晶 金属冶炼 烧结
如:Al2O3晶体中溶入一定量Cr2O3生成红宝石，可 以用作饰品及激光器 少量锌溶解于铜中生成黄铜
间隙固溶体
如陶瓷材料中的 MgO-CoO、MgO-CaO、 PbTiO3-PbZrO3、Al2O3-Cr2O3 Cu-Zn系 和 固溶体
在合金中较为常见，的是金属和 H、B、C、N等元素形成的固溶 体
按固溶浓度不同
无限固溶体
溶质和溶剂可以按任意比例 相互固溶所生成的固溶体
A ssessed A l - M g p h ase d i ag r am .
2 0.74 6
胞体积。
常见的晶体学参数
晶体中的间隙
[1 12] [1 11]
晶体中是存在空隙的，从钢球的模型中
(右侧)可以看出这些空隙就是钢球之间的
间隙。
6a
3
晶体间隙有两种：四面体和八面体
[1 1 1]
3a
体心立方晶体中(110面上原子的排列)
常见的晶体学参数
原子半径
最近邻的两个原子中心之间的距离一半，用r表示。
Fe2O3—Al2O3，=18.4%，有限固溶体
其它因素的影响
（5）温度 温度对固溶体的形成有明显影响，温
度升高有利于固溶体的形成。
质点尺寸、晶体结构和电价因素的影响
类别
质点尺寸 晶体结构 电价
无限
<15%
相同
相同
有限
<15% 二者中至少有一个不同 15%<<30% 二者可同可不同
金属晶体结构
T 度 温
ΔT=T0—Tn
T0 Tn
时间t
2、结晶的过程 晶核的形成和长大过程
3、金属结晶后的晶粒大小
一般来说，晶粒愈细，强度和硬度愈 高，同时塑性和韧性也愈好。
晶粒大小控制:
晶核数目: 多—细(晶核长得慢也细)
冷却速度: 快—细(因冷却速度受限,故 多加外来质点)
晶粒粗细对机械性能有很大影响,若 晶粒需细化,则从上述两方面入手.
金属与合金的 晶体结构与结晶
2.1 金属的晶体结构
一、晶体与晶格
固体物质按其原子排列的特征，可分为晶体和 非晶体。
非晶体 原子作不规则的排列，如松香、玻璃、 沥青等。
晶体 原子则按一定次序作有规则的排列，如金 刚石、石墨及固态金属等。
两者的性能差异 ：
晶体具有一定的凝固点和熔点，非晶体没有； 晶体具有各向异性，非晶体各向同性等。
2、面心立方晶格 ba））每原个子体分心布立在方各晶个胞结中点仅及包上含下两4个个原正子六。方 c面）的致中密心度，0另.74外在六方柱体中心还有三个
3、密排六方晶格
原子。 b）每个密排六方晶胞中包含6个原子。
c）致密度0.74
属于这类晶格的金属有：α-Fe、Cr、V、W、Mo等。
属于这类晶格的金属有：γ-Fe、Al、Cu、Pb等。 属于这类晶格的金属有：Mg、Zn等。
2.1.1 晶体结构的基础知识
晶体中原子在空间是按一定规律堆砌排列的。
晶格 为了便于表明晶体内部原子排列的规 律，有必要把原子抽象化，把每个原子看成一个 点，这个点代表原子的振动中心。把这些点用直 线连接起来，便形成一个空间格子，叫做晶格。
结点 晶格中每个点叫结点。
结点
晶胞
晶胞 晶格的最小单元叫做晶胞，它 能代表整个晶格的原子排列规律。
金属的晶体结构知识点总结
金属的晶体结构知识点总结一、晶体结构的基本概念1. 晶体及其性质晶体是由原子、离子或分子按一定的顺序排列而成的，具有周期性结构的固体。
晶体内部的原子、离子或分子按照规则排列，形成了晶体的结晶面、晶格点、结晶方位等。
晶体具有明显的外部形状和内部结构，具有特定的物理、化学性质。
晶体根据其结构的不同可以分为同质晶体和异质晶体。
2. 晶体结构晶体结构是指晶体内部的原子、离子或分子的排列方式和规律。
根据晶体内部原子、离子或分子的排列方式的不同，晶体结构可以分为点阵型、面心立方型、体心立方型等。
3. 晶体的组成晶体的组成通常是由晶格单元和晶格点构成的。
晶格单元是晶体的最小重复单元，晶格点是晶体内部原子、离子或分子所占据的位置。
4. 晶体的晶格晶格是晶体内部原子、离子或分子排列形成的几何形状。
晶格可以分为点阵型、面心立方型、体心立方型等。
5. 晶体的晶系晶体根据晶体中晶格的对称性可将其分为七个晶系，包括三角晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱形晶系、正菱形晶系和立方晶系。
6. 晶体的晶向和晶面晶体中的晶向和晶面是用来描述晶体内部结构的概念。
晶向是晶体内部原子排列的方向，晶面是晶体内部原子排列的平面。
7. 晶格常数晶格常数是用来描述晶体晶格尺寸大小的物理量。
晶格常数通常表示为a、b、c等，表示晶体中晶格点之间的距离。
二、金属的晶体结构1. 金属的结晶特点金属是一类具有典型金属性质的固体物质，具有较好的导电性、热导性、延展性和塑性等。
金属的晶体结构对其性质有着显著的影响。
2. 金属的晶体结构类型根据金属晶体内部原子排列的方式和规律，金属的晶体结构可分为面心立方结构、体心立方结构和密堆积结构等。
3. 面心立方结构（FCC）面心立方结构是一种典型的金属晶体结构类型，其中晶格点位于立方体的六个面的中心和顶点。
面心立方结构的晶体具有较好的密度和变形性能，常见于铜、铝、银、金等金属中。
4. 体心立方结构（BCC）体心立方结构是一种典型的金属晶体结构类型，其中晶格点位于立方体的顶点和中心。
金属晶体的结构
金属键
金属原子之间通过自由电子的流 动形成金属键，这种键合方式赋 予金属良好的导电性和延展性。
离子键
金属离子通过正负电荷的吸引形 成离子键，这种键合方式使得金 属具有良好的导电性和耐腐蚀性。
热力学条件对晶体结构的影响
温度
在高温下，金属原子运动速度快，容易形成 稳定的晶体结构；在低温下，原子运动速度 减缓，晶体结构不易形成。
金属晶体结构与性能关系
金属晶体结构与性能之间的关系是材料科学领域 的重要问题。未来研究可以深入探索金属晶体结 构与物理、化学性质之间的关系，为实现金属材 料的性能优化提供理论依据。
THANKS.
金属晶体在工业中的应用
导电材料
结构材料
由于金属晶体具有高电导率， 它们被广泛应用于制造电线、 电缆和电极等导电材料。
金属晶体具有较高的机械强 度和硬度，因此被广泛应用 于制造结构件，如桥梁、建 筑和航空航天器等。
散热材料
金属晶体的高热导率使其成 为理想的散热材料，广泛应 用于电子设备和计算机芯片 的散热。
详细描述
在体心立方结构中，每个原子位于立方体的中心，同时与八个最近的原子形成等边三角 形。这种结构具有较高的硬度，使得金属具有良好的抗冲击性能。常见的体心立方金属
包括铬、钨、铁等。
密排六方结构
总结词
密排六方结构是一种金属晶体结构，其 特点是每个原子周围有十二个最近邻原 子，排列紧密且规则。
VS
详细描述
金属晶体结构可以根据原子或分子的排列方式进行分类。常见 的金属晶体结构有面心立方、体心立方、六方密排等。
金属晶体结构的形成
金属晶体结构是在熔融态或固态下通过结晶形成的。在结晶过程中，原子或分 子的排列方式受到温度、压力等因素的影响，形成不同的金属晶体结构。
金属的晶体结构及变形
金属的晶体结构及变形金属的晶体结构是由金属原子组成的，金属原子以紧密堆积的方式排列在一起。
金属原子的外层电子可以自由移动，形成电子云，这也是金属具有良好导电性和热导性的原因。
金属的晶体结构可以分为以下几种：1. 面心立方结构（FCC）：金属原子在空间中沿着面对角线和体对角线的方向排列，每个顶点和每个面中心都有一个金属原子。
铜、铝等金属常见的晶体结构就是面心立方。
2. 体心立方结构（BCC）：金属原子在空间中沿着体对角线的方向排列，每个顶点和每个立方体的中心都有一个金属原子。
铁、钨等金属常见的晶体结构就是体心立方。
3. 密排六方结构（HCP）：金属原子在空间中沿着体对角线的方向排列，每个顶点和每个六边形底面中心都有一个金属原子，而每个底面上没有金属原子。
钛、锌等金属常见的晶体结构就是密排六方。
这些不同的晶体结构会直接影响到金属的性能和机械性能，比如硬度、延展性等。
在金属加工和变形过程中，晶体结构的变化是很常见的。
金属的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种：1. 弹性变形：金属在受力后，会发生弹性变形，即变形后能够恢复原状。
这是因为金属的原子之间有较强的结合力，当受力后，原子之间的相对位置会发生微小的变化，但并不改变整体的晶体结构。
2. 塑性变形：如果金属受到的应力超过了其承受能力，就会发生塑性变形。
在这种情况下，金属的晶体结构会发生较大的变化，出现滑移、位错等现象。
位错是晶体中原子位置发生微小错位的现象，是金属塑性变形的主要机制之一。
总的来说，金属的晶体结构对其性能和变形行为有着重要的影响，研究和理解金属的晶体结构及变形行为对于材料工程和制造工艺具有重要意义。
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a
B
3) 体心立方堆积(A２)型
体心立方堆积的晶胞。
每个金属原子周围原子数是8 (配位数为８) 。
体心立方晶胞堆积系数计算：
AC2 = 2a2 A
C
AB2 = AC2 + a2 = 3a2 = (4r)2 4r a= 3 64 3 r3 一个晶胞的体积：V1 = a3 = 9 一个体心立方晶胞中含有的 原子数目为2 ，总体积为： V2 = 2 4 r3 3 V2 3 堆积系数 = = = 0.6802 V1 8 3
③ 密置双层： 将两个密置层（分别称 为A层和B层）叠加起来作最 密堆积称为密置双层，这也 只有一种叠合方式。
叠合过程为： 将第二层球的球心投影到第一 层中由三个球所围成的三角形 空隙的中心上，及上、下两层 密置层相互接触并平行地互相 错开。
图3（a）
在密置双层中可形成两种空隙：即四面体空隙（ 3个
B
A
C
B
4 空隙的形成
在密置双层中可形成两种空隙： 1) 四面体空隙（ 3个相邻的A球+1个B球或3B+A） 2) 八面体空隙（由3个A球和3个B球结合而成，两层球的投影位置相 互错开60º ，连接这六个球的球心得到一个正八面体3A+3B)。
正四面体空隙
正八面体空隙
(1)最密堆积层间的两类空隙
Ａ
Ｂ Ａ Ｂ Ａ Ｂ
图4(a)
类推。
A3型堆积记为ABAB… 型堆积。
配位数为12
Ａ3型堆积可抽出六方晶胞，晶胞中心两个球的分数坐标为(0，
0，0)、(2/3、1/3、1/2) 。
（b） 六 方 晶 胞
a
1 b 3
b
2 a 3
(C)六方晶胞中的圆球位置
A3型的堆积系数(六方最密堆积)
a=b=2R, c=2/3 . 6 ½ . R. 2 = 4/3 . 6 ½ . R= 1.633a V球 = 2 (4/3•πR3) = 8/3•πR3
V V
球
球数 4 R 3 3
晶胞
V
晶胞
堆积系数 = V球 / V晶胞 = (8 / 3•πR3) / (2R . sin (π/ 3 ). 2R . 4/3 . 6 ½ •R) = 0.7405
2) 面心立方最密堆积(A1)型
a 在密置双层AB的基础 上，第三层球的球心投 影到AB层的正八面体空 隙的中心上且与B层紧 邻，称第三层为C层。 以后第四、五、六层的 投影位置分别与第一、 二、三层重合。 ABCABC…型堆积
a
② 密置层： 沿二维空间伸展的等径圆球的最密堆积形式叫密置层， 它只有一种排列方式。在密置层中每个球都与周围六个球紧
密接触，配位数为6，三个球形成一个三角形空隙，因此每个
球分摊两个三角形空隙。 方正个可为 格当平由一 子格面密个若 。子六置结把 为方层构每 平点抽基个 面阵出元球 六，一，作 图2：等径圆球的密置层
相邻的A球+1个B球或3B+A）和八面体空隙（由3个A球和3
个B球结合而成，两层球的投影位置相互错开60º ，连接这 六个球的球心得到一个正八面体3A+3B)。
(b)正四面体空隙
(c)正八面体空隙
3 金属晶体结构密堆积的几种常见形式 1) 六方最密堆积（A3)型
在密置双层AB的基础上 将第3层球堆上去，第3 层与B层接触，其球心 的投影与Ａ球的球心重 合，称第3层为A层。同 理第四层为B层，依此
8章 金属的结构和性质
8.2 球的密堆积和金属单质的结构
1 晶体结构的密堆积原理
密堆积结构：
在由无方向的金属键力、离 子键力和范德华力等化学键力结合 的晶体中，原子、离子和分子等微 粒总是趋向于相互配位数高，能充 分利用空间的堆积密度大的那些结 构。
能间 密 降， 堆 低从 积 ，而 方 结可 式 构使 由 稳体 于 定系 充 。的 分 势利 能用 尽了 可空
A
四面体空隙
B
八面体空隙
(2) 简单立方堆积所形成的空隙
5金属晶体的结构 A1 常见面心立方的金属有Au、Ag、Cu、Al、-Fe等。
A2 常见体心立方的金属有-Fe、V、Mo等。
A3 Zn、Mg、Li等是常见的六方最密结构的金属
（b） 六 方 晶 胞
立方面心晶胞堆积系数计算：
AB = 4r AC = BC = a A 2a2 = (4r)2 a = 2 2 r 一个晶胞的体积为： V1 = a3 a 在一个面心立方晶胞中含有的 原子数目为4，总体积为： C V2 = 4 4 r3 3 V2 堆积系数 = = = 0.7405 V1 3 2
b 把每个球当成一
C
个结构基元，A1型 堆积可抽出一个立
A C C
B
C B B C
方面心晶胞。
A
B B B
C
c 晶胞中含有四个球，其分数坐标为(0,0,0), (1/2,1/2,0), (1/2,0,1/2), (0,1/2,1/2)。
晶胞中球的配位数为12
配位情况
4r
2a
a
晶胞参数与圆球半径的关系
2 等径圆球的最密是自由 移动的，而金属离子用等经圆球的最密堆积模型 来进行堆积，形成金属晶体的骨架。
2、密置列、密置层和密置双层
① 密置列： 沿直线方向将等径圆球紧密排列成一列叫做 密置列，它只有一种排列方式。若把每个球作为 一个结构基元，则可抽象出一直线点阵。