晶格类型 1体心立方
金属学及热处理习题参考答案(1-9章)
第一章金属及合金的晶体结构一、名词解释:1 •晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。
2•非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。
3 •晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。
4•晶胞：构成晶格的最基本单元。
5. 单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。
6•多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。
7•晶界：晶粒和晶粒之间的界面。
8. 合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。
9. 组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。
10. 相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。
11. 组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。
12. 固溶体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相、填空题:1 .晶体与非晶体的根本区别在于原子（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。
2•常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。
3•实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
4•根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。
5•置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。
6 •合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。
7. 同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光—泽，正的电阻温度系数。
8. 金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。
9. 位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的10. 在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)> (201)、(201)、(012)、(012)、(021)、(021)、等晶面。
体心立方晶格
体心立方晶格01体心立方晶格解释BCC，即体心立方晶格（Body Center Cubic），是晶体结构的一种。
体心立方晶格的晶胞中，八个原子处于立方体的角上，一个原子处于立方体的中心，角上八个原子与中心原子紧靠。
体心立方晶胞（BCC）。
具有体心立方晶格的金属有锂(Li)、钾（K）、钼（Mo)、钨（W）、钒（V）、α-铁（α-Fe，<912℃）等。
02原子数如图所示，位于顶点上的原子（1~8）属于该晶胞的部分为1/8，体心处的原子9属于该晶胞的部分为1。
因此，原子数为：03原子半径如图所示，体心处的原子与顶点处的原子均相切（即图2中1,9,7），因此原子半径即为体心处原子与顶点处原子之间距离的一半。
04配位数与任一原子相距最近且距离相等的原子数。
因与体心处原子距离最近且相等的原子位于8个顶点。
故配位数为8。
05致密度原子所占有的体积与该晶胞体积之比。
【注】配位数与致密度数值越大，表明原子堆积越密，紧密程度越大。
06堆垛方式如图所示，位于体心处的原子与顶角的8个原子相接触，顶角的8个原子互不接触，两条斜对角线所组成的面原子排列较为紧密，为了获得较为紧密的排列，第二层次密排面（B 层3,7）的每个原子(3、7号原子)落在第一层（A层2,6,8,4,9）的空隙中心，第三层位于第二层空隙中心上，与第一层重复，因此堆垛方式为AB AB AB..07密排面如图所示，由于9号原子与其他原子均相切，因此由2、4、6、8、9号原子所组成的平面最紧密称为密排面，用{110}表示。
同理，由1、3、5、7、9号原子组成的平面也属于密排面。
08密排方向如图所示，由于位于体对角线的3个原子相切，因此在此方向上是最紧密的方向，称为密排方向，图中5、9、3号原子的方向即为密排方向，用<111>表示。
同理，1、9、7号原子的方向也属于密排方向。
09四面体间隙确定间隙中心：由对称性，间隙中心位于1,2,3,4组成的平面上，x轴1/2处，y轴1/4处，如图6所示，全部间隙中心的位置分布如图7所示。
金属材料学基础试题及答案
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（）2、一般，金属材料导热性比非金属材料差。
（）3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造。
（）4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等。
（）5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等。
（）6、δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。
（）7、维氏硬度测试手续较繁，不宜用于成批生产的常规检验。
（）8、布氏硬度不能测试很硬的工件。
（）9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同，两种硬度没有换算关系。
（）10、布氏硬度试验常用于成品件和较薄工件的硬度。
11、在F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关，直径愈小，硬度值愈大。
（）12、材料硬度越高，耐磨性越好，抵抗局部变形的能力也越强。
（）13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。
（）14、20钢比T12钢的含碳量高。
（）15、金属材料的工艺性能有铸造性、锻压性，焊接性、热处理性能、切削加工性能、硬度、强度等。
（）16、金属材料愈硬愈好切削加工。
（）17、含碳量大于0.60%的钢为高碳钢，合金元素总含量大于10%的钢为高合金钢。
（）18、T10钢的平均含碳量比60Si2Mn的高。
（）19、一般来说低碳钢的锻压性最好，中碳钢次之，高碳钢最差。
（）20、布氏硬度的代号为HV，而洛氏硬度的代号为HR。
（）21、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。
（）22、某工人加工时，测量金属工件合格，交检验员后发现尺寸变动，其原因可能是金属材料有弹性变形。
七种晶系
正方形晶格:
、
六角形晶格:
、
矩形晶格:
、
有心矩形晶格
三维晶格类型
、
，但在矩形晶格正中间上有一晶格点，固有两种绘法。
布拉维晶格在三维平面上有七大晶系，14 种晶格分别为三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、 四方晶系、立方晶系、三方晶系、六方晶系。依照简单、体心、面心及底心，总共有 14 种 晶格。
晶系与布拉维格子及空间点群的关系[编辑]
晶系 crystal system
根据晶体的特征对称元素所进行的分类。晶体根据其在晶体理想外形或综合 宏观物理性质中呈现的特征对称元素可划分为立方、六方、三方、四方、正交、 单斜、三斜等 7 类，是为 7 个晶系，分属于 3 个不同的晶族。高级晶族中只有一 个立方晶系；中级晶族中有六方、四方和三方三个晶系；低级晶族中有正交、单 斜和三斜三个晶系。特征对称元素亦能确认与每种晶系对应晶胞的形状或晶胞参 数相关性的特征。各晶系的晶胞类型一般用晶胞参数 a、b、c 和 α、β、γ 表示。 其中 a、b 和 c 是晶胞三个边的长度，习惯上叫轴长，α、β 和 γ 叫轴角，它们分 别是 b 和 c、a 和 c、a 和 b 的夹角。如唯一高次轴方向四重轴或反轴的存在决定 晶体属四方晶系并具有四方柱形状的晶胞，晶胞参数必有 a=b≠c 和 α=β=γ=90° 的相关性。
面心立方晶 立 方 晶
格
系
氯化铯结构
CsCl structure B2 型
简单立方晶 立 方 晶
格
系
立方硫化锌结构[10]
zinc
blende B3 型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[11]
structure
立方晶 系
六方硫化锌结构
wurtzite structure B4 型
金属的晶体结构讲解
2020年9月28日
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3、密排六方晶格
密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，有六个呈长方形的侧面 和两个呈六边形的底面所组成。因此，要用两个晶格常数表示。 一个是柱体的高度c，另一个是六边形的边长，在晶胞的每个角 上和上、下底面的中心都排列一个原子，另外在晶胞中间还有三 个原子。
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）。具有密排六方晶格的金属有Mg 、Zn 。
3、晶格常数
在晶体学中，通常取晶胞角上某一结点作为原点，沿 其三条棱边作三个坐标轴X、Y、Z，并称之为晶轴，而 且规定坐标原点的前、右、上方为轴的正方向，反之
为反方向，并以棱边长度 a、 b、 c和棱面夹角
、 、 r 来表示晶胞的形状和大小 。
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（三）、金属中常见晶格
由于金属键结合力较强，是金属原子总趋于紧密排列 的倾向，故大多数金属属于以下三种晶格类型。
晶向指数：通过原点直线上某点的坐标，用方括 号顺序表示。 [x y z] 晶向族: <x y z>
密排面： 密排方向：
Fig 铁的单晶体（晶胞）及其各方
向上弹性模量（E）示意图
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二、实际金属的晶体结构
（一）、金属材料都是多晶体
我们把晶格位向完全一致的晶体叫做单晶体。
单晶体只有经过特殊制作才能获得。实际上，常使用 的金属材料，由于受结晶条件和其它都不同
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（四）、晶体结构的致密度
晶体结构的致密度是指晶胞中原子所占体积与该晶胞体积之
ti的晶格类型
ti的晶格类型Ti的晶格类型一、体心立方结构体心立方结构（BCC）是一种晶格类型，其中每个原子位于一个正方体的顶点和正方体的中心。
Ti在高温下具有这种结构，但在室温下转变为其他结构。
BCC结构的Ti具有较高的韧性和强度，因此在一些应用中具有重要意义。
例如，BCC结构的Ti常用于制备高强度的合金材料，如钛合金。
钛合金广泛应用于航空航天、汽车制造和医疗器械等领域，因其具有优异的力学性能和耐腐蚀能力。
二、面心立方结构面心立方结构（FCC）是一种晶格类型，其中每个原子位于一个正方体的顶点和正方体的每个面的中心。
Ti在高温下也可以具有这种结构，但在室温下转变为其他结构。
FCC结构的Ti具有较高的塑性和导电性，因此在一些应用中具有重要意义。
例如，FCC结构的Ti常用于制备高纯度的钛材料，如用于核反应堆的结构材料。
此外，FCC 结构的Ti还可以用于制备电子器件中的导线和连接器，以及高性能电子设备的热散热器。
三、六方最密堆积结构六方最密堆积结构（HCP）是一种晶格类型，其中每个原子位于一个六边形的顶点和六边形的两个底面中心。
Ti在室温下具有这种结构，是最常见的Ti晶体结构。
HCP结构的Ti具有较高的强度和硬度，但其塑性较差。
因此，HCP结构的Ti主要用于制备高温和高压环境下的结构材料，如航空发动机的涡轮叶片和燃烧室内部组件。
四、其他结构除了上述三种主要的晶格类型，Ti还可以具有其他一些不常见的结构。
例如，Ti可以具有体心正交结构（BCT）或体心单斜结构（BCC）。
这些结构的Ti通常是通过合金化或外加压力形成的，具有特殊的力学和磁性性质。
这些结构的Ti在电子器件的制备、磁性材料的研究和高压下的材料科学等领域具有潜在的应用价值。
总结Ti的晶格类型多种多样，包括体心立方结构、面心立方结构、六方最密堆积结构以及其他一些不常见的结构。
这些结构决定了Ti的力学、磁性和导电性等性质，从而影响了Ti在各个领域的应用。
通过研究Ti的晶格类型和相变行为，可以进一步优化Ti材料的性能和开发新的应用。
体心立方晶格概念
体心立方晶格概念
体心立方晶格是一种三维晶格结构，其中每个晶胞包含一个原子位于每个角上和一个原子位于每个面的中心。
这种晶格结构具有许多特殊的性质和应用。
关键特征：
1. 相邻晶胞共享一个面和一个角，形成一种紧密堆积的结构。
2. 所有的晶胞具有相同的大小和形状，且具有三个互相垂直的等长边。
3. 每个原子都被六个等效的相邻原子包围。
体心立方晶格的空间群为Im-3m，具有最密堆积结构，其中心原子形成一个简单立方晶格。
在实际应用中，体心立方晶格常见于金属，例如铁、钴和铬。
体心立方晶格的特性和应用：
1. 由于结构的紧密堆积性质，体心立方晶格的材料通常具有较高的密度和强度，适用于制造坚固的材料和零件。
2. 由于原子之间的相互作用和包围，体心立方晶格的材料通常具有良好的导电性和导热性。
3. 体心立方晶格在应用领域中具有重要的地位，例如在金属工艺、合金制备、材料加工和电子器件中。
总之，体心立方晶格是一种具有特殊结构和性质的晶格，在材料科学和固态物理学中具有重要的研究和应用价值。
广东海洋大学《工程材料》课程复习 答案
《工程材料》课程复习1.常见金属晶格类型。
体心立方面心立方密排六方2. 三种晶体缺陷。
点缺陷面缺陷线缺陷3. 相的概念。
金属或合金中凡成分相同结构相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分4.固态合金有哪些相。
固溶体金属化合物5.过冷度的概念。
结晶的驱动力是实际结晶温度T1下晶体与液体的自由能差ΔGv，而理论结晶温度T0与实际温度T1的差值称为过冷度ΔT=T0-T16.过冷度与晶粒度的关系。
晶粒度是晶粒大小的度量过冷度增加N/G越大晶粒变细7.铸造控制晶粒度的方法。
1控制过冷度2变质处理3振动搅拌9.同素异构转变的概念。
有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化10.绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。
11.分析钢从奥氏体缓冷至室温时的结晶过程，画出典型铁碳合金（钢）显微组织示意图。
17.钢的热处理概念。
钢在固态下加热保温冷却以改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺ps:只适用于固态下发生相变的材料18.普通热处理工艺分类。
退火正火淬火回火19.过冷奥氏体转变的产物。
珠光体马氏体贝氏体20.决定奥氏体转变产物的因素。
过冷度冷却速度21.马氏体的概念。
当奥氏体过冷到Ms以下时将转变为马氏体类型组织22.退火和正火的目的。
退火：1、调整硬度便于切削加工2、消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生断裂和开裂3细化晶粒提高力学性能或最终热处理作组织准备P85 （调整硬度，使其易于切削加工；细化晶粒，为淬火作组织准备；消除残余内应力（退）对于过共析钢而言，正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火做组织准备。
）23.淬火的概念。
将钢加热到临界点以上保温后以大于Vk的速度冷却使奥氏体转变为马氏体额热处理工艺24.一般怎样确定碳钢的淬火温度？ 利用铁碳合金相图25.影响淬透性的因素。
钢的淬透性取决于其临界冷却速度 临界速度越小 奥氏体越稳定 淬透性越高ps 凡是影响c 曲线的因素都是影响淬透性的因素26.回火的目的。
第一章金属的晶体结构习题答案
第一章 金属的晶体结构(一)填空题3．金属晶体中常见的点缺陷是金属晶体中常见的点缺陷是 空位、间隙原子和置换原子 ，最主要的面缺陷是最主要的面缺陷是 。
4．位错密度是指．位错密度是指 单位体积中所包含的位错线的总长度 ，其数学表达式为VL =r 。
5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做 晶格 ，而晶胞是指而晶胞是指 从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元 。
6．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是 [111] ，而面心立方晶格是晶格是 [110] 。
7 晶体在不同晶向上的性能是晶体在不同晶向上的性能是 不同的 ，这就是单晶体的这就是单晶体的 各向异性现象。
一般结构用金属为 多 晶体，在各个方向上性能晶体，在各个方向上性能 相同 ，这就是实际金属的，这就是实际金属的 伪等向性 现象。
现象。
8 实际金属存在有实际金属存在有 点缺陷 、 线缺陷 和 面缺陷 三种缺陷。
位错是三种缺陷。
位错是 线 缺陷。
缺陷。
9．常温下使用的金属材料以．常温下使用的金属材料以 细 晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗粗晶粒为好。
晶粒为好。
10．金属常见的晶格类型是 面心立方、 体心立方 、 密排六方 。
11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB 晶向指数为10]1[-，OC 晶向指数为[221] ，OD 晶向指数为晶向指数为 [121] 。
12．铜是铜是 面心 结构的金属，它的最密排面是它的最密排面是 ｛111｝ ，若铜的晶格常数a=0.36nm,那么最密排面上原子间距为那么最密排面上原子间距为 0.509nm 。
13 α-Fe 、γ-Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Cr 、V 、Mg 、Zn 中属于体心立方晶格的有中属于体心立方晶格的有 α-Fe 、Cr 、V ，属于面心立方晶格的有属于面心立方晶格的有 γ-Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 ，属于密排六方晶格的有属于密排六方晶格的有 Mg 、Zn 。
材料科学基础试题及答案
金属中常见的晶格类型有哪三种；1、体心立方晶格2、面心立方晶格3、密排立方晶格金属有铬、钨、钼、钒、及&铁属于（体心立方晶格）金属有铜、铝、银、金、镍、y铁属于（面心立方晶格）金属有铍、镁、锌、钛等属于（密排立方晶格）金属的晶体缺陷：按照缺陷的几何特征，一般分为以下三类：1.空位和间隙原子（点缺陷）2.位错（线缺陷）3.晶界和亚晶界（面缺陷）一般来说，在常温下细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度、硬度、塑性和韧性。
工业中常用以下方法细化晶粒1.增加过2.变质处3.附加振动4.降低浇注速度1.铁素体(F)碳溶入&铁中的间隙固溶体称为铁素体，2.奥氏体（A）碳溶入y铁中的间隙固溶体称为奥氏体，3.渗碳体（Fe3C）铁与碳组成的金属化合物称为.渗碳体，第四章铁碳合金相图根据相图中S点碳钢可以分为以下几类1.共析钢（含碳量小于0.0218%）的铁碳合金，其室温组织为铁素体。
2亚共析钢（含碳量等于0.0218%到2.11%）的铁碳合金，其室温组织为珠光体+铁素体。
3过共析钢（含碳量等于0.77%到2.11%）的铁碳合金，其室温组织为+二次渗碳第五章钢的热处理一般加热时的临界点用Ac1、Ac3、Accm来表示；冷却时的临界点用Ar1、Ar3、Arcm来表示。
共析碳钢的过冷奥氏体在三个不同的温度转变，可发生三种不同的转变：珠光体型转变、贝氏体型转变、马氏体型转变。
珠光体型转变有区别起见，又分为珠光体、索氏体、和托氏体三单晶体的塑性变形的方式有两种：滑移和孪生（孪晶），而滑移是单晶体塑性变形的主要方式。
多晶体的塑性变形的方式有两种：晶内变形和晶间变形。
二、填空题1．珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物共析组织)。
2．莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物(共晶组织)。
3．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达2.11%，在727℃时碳的质量分数为0.77%。
4. 根据室温组织的不同，钢可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。
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。
常见的金属晶格类型
常见的金属晶格类型
金属是一种常见的物质，具有独特的金属结构和性质。
金属的晶体结构是由金属原子相互
排列而成的，不同的金属晶体结构影响着金属的物理和化学性质。
下面将介绍一些常见的金属
晶格类型。
1. 面心立方结构：面心立方结构是最常见的金属晶格结构之一。
在这种结构中，金属原子位于
体心和八个围绕着立方体面中心的位置上。
典型的面心立方结构金属包括铜、铝和银。
这种结
构具有高密度和良好的塑性。
2. 体心立方结构：体心立方结构是另一种常见的金属晶格类型。
在这种结构中，金属原子位于
立方体的每个角和体心位置。
典型的体心立方结构金属包括铁、钨和钠。
这种结构具有较高的
密度和强度。
3. 密排六方结构：密排六方结构是一种特殊的金属晶格类型，由六方最密堆积（ABABAB...）
所构成。
典型的密排六方结构金属包括钴、镍和钛。
这种结构具有高密度和良好的耐腐蚀性能。
4. 立方密堆积结构：立方密堆积结构也是一种常见的金属晶格类型，由紧密堆积的球体所构成。
典型的立方密堆积结构金属包括银、金和铂。
这种结构密度高，具有良好的热和电导性能。
5. 柱面结构：柱面结构是一种由金属原子在柱面上排列形成的结构。
这种结构适用于一些特殊
的金属，如锆和铀。
柱面结构具有独特的物理和化学性质。
以上是一些常见的金属晶格类型。
不同的金属晶体结构决定了金属的性质和应用。
了解金属晶
格类型对于研究金属材料的性质和生产工艺具有重要意义。
十四种晶格类型
十四种晶格类型晶格是指晶体中原子、离子或分子的排列方式。
根据晶体中原子的排列方式和对称性，晶体可以分为不同的晶格类型。
下面将介绍十四种常见的晶格类型。
1. 简单立方晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，如钠、铜等金属。
2. 面心立方晶格：除了在立方体的顶点上有原子外，每个面的中心也有一个原子，如铝、铜、银等金属。
3. 体心立方晶格：除了在立方体的顶点上有原子外，立方体的中心也有一个原子，如铁、钨等金属。
4. 六方晶格：原子在六个等间距的平面上排列，如硫、石英等。
5. 斜方晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，但其中两个轴之间的夹角不为90度，如二硫化钼。
6. 正交晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，且三个轴之间的夹角均为90度，如钙钛矿。
7. 三方晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如石墨。
8. 单斜晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角不为90度，如硫酸铜。
9. 三斜晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中三个轴之间的夹角均不为90度，如石膏。
10. 钻石晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如金刚石。
11. 锗晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为109.5度，如锗。
12. 铁素体晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如铁素体。
13. 铁磁晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如铁磁体。
14. 铁电晶格：原子在三个坐标轴上等间距排列，其中两个轴之间的夹角为90度，而第三个轴的夹角为120度，如铁电体。
这些晶格类型在材料科学、物理学和化学等领域中具有重要的应用价值。
通过研究晶格类型，可以深入了解晶体的结构和性质，为材料的设计和制备提供指导。
金属晶格类型
金属晶格类型
金属是一种具有特殊结构的物质，其原子之间存在着一定的排列规律。
金属晶格类型是指金属中原子排列的方式和规律。
常见的金属晶格类型有：
1. 立方晶系
立方晶系是最为常见的金属晶格类型，其中包括体心立方晶格、面心立方晶格和简单立方晶格。
体心立方晶格中，每个原子都位于一个立方体的顶点和中心位置；面心立方晶格中，每个原子都位于一个正方形的顶点和正方形的中心位置；简单立方晶格中，每个原子都位于一个正方体的顶点位置。
立方晶系的金属晶格具有高度的对称性和紧密的排列结构，因此具有较高的强度和稳定性。
2. 六方晶系
六方晶系是另一种常见的金属晶格类型，其中包括六方密排晶格和六方散排晶格。
六方密排晶格中，每个原子都位于一个六边形的顶点和中心位置；六方散排晶格中，每个原子都位于一个三角形的顶点和边心位置。
六方晶系的金属晶格具有良好的结构稳定性和热稳定性。
3. 斜方晶系
斜方晶系是一种晶格类型，其中包括底心斜方晶格和面心斜方晶格。
底心斜方晶格中，每个原子都位于一个斜方体的底部位置；面心斜方晶格中，每个原子都位于一个正方形的顶点和正方形的中心位置。
斜方晶系的金属晶格具有良好的结构对称性和可塑性。
金属晶格类型的研究对于金属的加工和应用有着重要的意义，可
以为金属材料的优化设计和制备提供参考。
固体物理知识概要
第一章（2）体心立方（body- centered cubic，bcc）:原胞基矢每个晶胞有2个等效格点。
常见金属：碱金属晶体，过渡金属晶体，Cr ,Mo, W.体心立方原胞体积为： a1 ⋅ ( a2⨯a3 ) = a3/2最近邻原子数：8个（3）面心立方（face-centered cubic，fcc) 原胞基矢每个晶胞有4个等效格点。
常见金属：贵金属Cu、Ag、Au、Al、Ni、Pb等。
面心立方原胞体积为： a1 ⋅ ( a2⨯a3 ) = a3/4最近邻原子数：12个7大晶系，14种布拉菲格子，32种宏观对称操作。
密堆积配位数配位数：一个原子周围最近邻的粒子数。
致密度：晶胞中粒子所占的体积与晶胞体积之比。
比值越大，堆积越密。
粒子被看作为有一定半径的刚性小球。
最近邻的小球互相相切。
两球心间的距离等于两最近邻粒子间的距离。
1.同种粒子构成的晶体原子半径相同，刚球半径也相同。
一般采用密堆积。
配位数为12、8。
2. 不同粒子组成的晶体（1）氯化铯（CsCl）Cs+离子半径为r，Cl-离子半径为R，则r = 0.73R 配位数为8。
（2）氯化钠（NaCl）， Na+离子半径为r，Cl-离子半径为R，则r = 0.41R 配位数为6。
晶列、晶面、密勒指数；晶向：晶格可看成是在任意方向上由无穷多的平行直线组成的，所有的格点都落在这些直线上。
每一条这样的直线称为晶格的一个晶列。
晶列的方向称为晶格的晶向。
晶向的表示：晶向指数 [ l1l2l3 ]：任取一个格点作为原点O。
作晶胞基矢a、b、c，考虑某晶列上的一个格点P，该格点的位矢为：l1a1+ l2a2+ l3a2且l1 l2 l3 为三个互质整数。
则该晶向指数为[ l1 l2 l3 ]。
晶面：晶格可在任意方向上分割成无穷多的平行平面组成，使得所有的格点都落在这些平面上。
所有互相平行的平面构成一族，称为晶格的晶面。
晶面的表示：在晶胞基矢a、b、c下，一晶面与它们的截距分别为 l'a、m'b、n'c若有互质整数 l、m、n 使（lmn）称为晶体的密勒指数（Millerindices）。
第01章 晶体结构
1、体心立方晶格
① 体心立方晶格的晶胞（见右图）是由 八个原子构成的立方体，并在其立方 体的中心还有一个原子 ② 因其晶格常数 a=b=c ，通常只用常数 a 表示。由图可见，这种晶胞在其立方 体对角线方向上的原子是彼此紧密相 接触排列着的，则立方体对角线的长 度为31/2a，由该对角线长度31/2a上所分 布的原子数目（共2个），可计算出其 原子半径的尺寸r= 31/2a /4。 ③ 在体心立方晶胞中，因每个顶点上的 原子是同时属于周围八个晶胞所共有， 实际上每个体心立方晶胞中仅包含有： 1/8×8+1=2个原子。 ④ 属于这种晶格的金属有铁（＜912℃， α-Fe) 、 铬 （ Cr ） 、 钼 （ Mo ） 、 钨 （w）、钒（V）等。
4 3 2 a 3 4 体心立方致密度= ＝68％ 3 a
3
1.晶格的致密度及配位数
配位数：指晶格中任一原子周围所紧邻的最近且等距离的原子 数。配位数越大，原子排列也就越紧密。在体心立方晶格中， 以立方体中心的原子来看，与其最近邻等距离的原子数有8个， 所以体心立方晶格的配位数为8。面心立方晶格的配位数为12。 密排六方的配位数为12。
确定晶向指数的方法2
1. 建立坐标系 结点为原点，三棱 为方向，点阵常数为单位 ； 2. 在晶向上任两点的坐标(x1,y1,z1) (x2,y2,z2)。(若平移晶向或坐标， 让在第一点在原点则下一步更简 单)； 3. 计算x2-x1 ： y2-y1 ： z2-z1 ； 4. 化成最小、整数比u：v：w ； 5. 放在方括号[uvw]中，不加逗号， 负号记 晶格模型
(C) 体心立方晶胞原子数
2、面心立方晶格
① 面心立方晶格的晶胞见右图也是由八个原 子构成的立方体，但在立方体的每一面的 中心还各有一个原子。 ② 在面心立方晶胞中，在每个面的对角线上 各原子彼此相互接触，其原子半径的尺寸 为r=21/2a/4。 ③ 因每一面心位置上的原于是同时属于两个 晶胞所共有，故每个面心立方晶胞中包含 有：1/8×8＋1/2×6=4个原子。 ④ 属于这种晶格的金属有铝（Al）、铜（Cu ）、镍（Ni）、铅（Pb）等。
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1．晶格类型1体心立方：α—fe Cr W, Mo,V （2）面心立方：r-fe，铜铝，镍，（3）密排立方：Be. Mg. Zn, Cd
2．三种缺陷：（1）点缺陷：空位，置换原子，间隙原子（2）线缺陷：刃型位错（3）面缺陷：金属中的晶界亚晶界产生晶格畸变
3．细化晶粒的方法：（1）增大过冷度（2）变质处理（3）机械振动和搅拌
4．细化晶粒对力学性能的影响：晶粒越小则金属的强度硬度越好，塑性韧性下降
5．固溶强化现象; 溶质溶入溶剂中使晶格产生畸变现象使强度硬度塑性韧性下降6．二元相图建立（1）配制几种成分不同的合金（2）测定上述合金的冷却曲线（3）找上述合金的临界点注：冷却时，是以极其缓慢的速度
7．二元相图：匀晶共晶包晶共析
8．Fe-FeC状态图中各点，线的含义，温度，成分及各区的组织是什么？各组织用什么符号表示？
⇄
⇄
⇄⇄
⇄
L
J
N
G
A
A+Fe3C
F+Fe3C
L+Fe3C
L+A
+ A
L
J N
G A
A+Fe3C
F +Fe3C
L+Fe3C L+A
F + A
F
9.。
碳钢中常含有哪四种杂质元素？哪些是有益元素哪些是有害元素？
Mn Si S P Mn Si 有益P S 有害
10.过冷奥氏体等温转变曲线包括哪三个转变区域？共析钢等温曲线的转变区温度范围是多少？各转变区在不同温度下的转变产物的名称和符号是什么？
珠光体转变贝氏体转变马氏体转变
11.退火，正火，淬火，低低温回火的目的是什么？获得的组织是什么？
退火目的：（1）降低硬度，改善切削加工性（2）消除应力，稳定尺寸（3）细化晶粒，调整组织，消除缺陷，为后续热处理做好组织准备获得铁素体加珠光体冷却方式：空气中冷却正火：细化晶粒，提高其力学性能获得索氏体组织空气冷却淬火：为了获得马氏体，提高钢的强度，硬度和耐磨性油冷或水冷低温回火：降低淬火应力和脆性，多用于处理各种模具或表面淬火的工艺获得回火马氏体
12.合金元素对C曲线位置有何影响？其他元素对C曲线位置的影响？
1.含碳量的影响：对C曲线位置影响：在正常加热条件下，Wc<0.77%时，含碳量增加，C曲线右移；Wc>0.77%时，含碳量增加，C曲线左移。
所以，共析钢的过冷奥氏体最稳定。
2.合金元素的影响：除钴以外，所有的合金元素溶入奥氏体后，都增大过冷奥氏体A的稳定性，使C曲线右移。
碳化物含量较多时，对曲线的形状也有影响
13.选用材料：45号钢制造机床主轴的工艺路线：下料—锻造—正火—粗加工—调制—精加工—表面淬火加回火—机械加工锻造后正火的目的：慰劳改善锻造组织，细化晶粒，降低硬度以利于切削加工，并为调制处理做组织准备淬火加回火的目的：提高弹性
简答题
1.金属材料塑性变形的基本方式有几种？物理本质？
滑移孪生本质：晶体产生滑移晶体产生转动
2．Mn在C钢中的性能形式？
来自生铁及脱氧剂。
溶于铁素体起固溶强化作用，同时还可形成合金渗碳体。
锰可降低S 的有害作用，提高加工性能。
通常含锰量＜0.8%。
3.晶粒大小对性能的影响？
金属材料的晶粒越细，不仅强度高，而且塑性和韧性也愈好。
因为晶粒越细，在单位面积内的晶粒数愈多，金属的总变形量可分散到更多的晶粒中，使变形逾均匀。
另外，晶粒越细，晶界曲折越多，可阻碍裂纹的扩展。
所以细晶粒的金属材料具有良好的韧性和塑性。
受摩擦的导轨，缸体，活塞环等可锻铸铁，用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。
球墨铸铁，承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。
蠕墨铸铁，常用于制造承受热循环
载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。
如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。
5.铝合金如何分类？铝合金的名称和牌号是什么？各适应何场合？
铝合金分为形变铝合金和铸铸造铝合金形变铝及铝合金牌号
⏹表示方法为:（1）防锈铝合金：LF+序号（2）硬铝合金：LY +序号用途：螺
旋桨、梁、铆钉（3）超硬铝合金：LC +序号用途：工作温度较低、受力较大的结构件,如飞机大梁、起落架等。
（4）锻铝合金LD +序号用途：制造150 ~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机蒙皮等。
⏹铸造铝合金（1）Al- Si系：代号为ZL1+两位数字顺序号用途：制造飞机、仪
表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片、发动机活塞（2）Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号用途：制造在较高温度下工作的高强零件，如内燃机汽缸头、汽车活塞等。
（3）Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号用途：制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件，如舰船配件、氨用泵体等。
（4）Al-Zn 系：代号为ZL4+两位数字顺序号用途：主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。
6．写出下列代号的塑料名称：PE:聚乙烯PVC：聚氯乙烯PP:聚丙烯PS:聚苯乙烯ABS:塑料POM；聚甲醛PA:聚酰胺PC聚碳酸酯PF:酚醛塑料EP：环氧塑料UF：氨基塑料PA又称尼龙热塑性材料：聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS塑料聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、热固性材料：(1)酚醛塑料（PF）(2)环氧塑料（EP）(3)氨基塑料（UF）
7.陶瓷由哪些显微组织组成？对陶瓷的性能产生哪些影响？陶瓷有何性能特点？
由(1)晶相(2)玻璃相(3)气相组成晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相。
玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。
气相是在工艺过程中形成并保留下来的。
性能特点：陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。
还具有密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。
功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。
8.复合材料分为哪几类？各类的特点是什么？在何场合应用？
复合材料按增强相形状分类：（1）纤维增强复合材料（2）层合复合材料（3）颗粒增强复合材料1的特点：这种材料具有树脂的化学性能，电性能和比重小，易加工的特性2的特点：这种材料具有金属基本的力学，物理性能和塑料的表面减磨，耐磨性能3的特点：具有高强度，高硬度，高耐磨性，耐腐蚀，耐高温以及膨胀系数小等特性1适用于制造要求比强度、比模量高的飞行器结构件；要求耐高温的导弹的鼻锥体、火箭喷嘴等；制造重型机械的轴瓦、齿轮等耐磨件及化工设备等耐蚀件等。
2适用于常用作无油润滑轴承，此外还可制作机床导轨、衬套、垫片，航空、船舷、化工等工业，如飞机、船舶的隔板及冷却塔等。
3硬质合金硬度极高，且热硬性、耐磨性好，一般做成刀片，镶在刀体上使用。