第2章 金属的晶体结构与缺陷
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对原子排列的紧密 程度来自百度文库行定量比较！
三、金属中常见的三种晶体结构
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
1）体心立方晶格
A=b=c;
α=β=γ=900 晶胞内原子数n=(1/8)×8+1=2 密排方向：体对角线 3 a 原子半径 r=( 3 /4)a K=0.68 常见金属： α-Fe, Cr, V, Nb, W, Mo等高 熔点金属。
2）面心立方晶格
A=b=c;
α=β=γ=900 n= (1/8)×8+(1/2)×6=4 密排方向：面对角线 2 a 原子半径r=( 2 /4)a K=0.74 常见金属：γ-Fe Au(10630),Ag(9600),Cu(9000)AL(6000), Ni,Mn
3)密排六方晶格 a.a夹角1200 n=(1/6) ×12+(1/2) ×2+3=6 密排方向a R=a/2 K=0.74 常见金属：Mg Zn Be
第2章 金属的晶体结构与缺陷
2.1 金属的晶体结构
一、金属的特性与金属键
良好的导热性和导电性 有光泽、不透明 较高强度、可塑性
二、晶体结构的基本概念
晶体结构：晶体中原子（离子或分子）在 三维空间的具体排列方式。
晶格：为了便于研究，用假想直线将金属 中原子的中心位置连接起来表示原子分 布的几何图形。
晶胞：代表晶格结构特征的最基本单元。
晶格常数： 晶胞各边尺寸a.b.c 单 位：Å （1 Å =10-8 c m ） 晶胞各边夹角αβγ
晶面：晶体中原子排列的平面。 晶向：晶体中原子排列的方向。 晶面指数：用以表示晶面空间方位的符号。 晶向指数：用以表示晶向空间方位的符号。
晶面指数确定方法： a) 任选一点为空间坐标系原点，以晶胞三 棱边为空间坐标轴； b) 以晶格常数为单位，求晶面截距，取倒 数； c) 将各倒数化为最小整数，加圆括号。 （hkl） 晶面族{hkl}
2-2 实际金属的晶体缺陷
一、多晶体 ——由许多位向不同的单晶体组成的晶体。 各向异性被抵消——伪等向性 晶粒：多晶体中每一个单晶体。 不规则颗粒状 10-1~10-3 mm 晶界：晶粒与晶粒之间交界处的界面。 原子排列混乱疏松
二、晶体缺陷
1）点缺陷——空位和离位原子
（置换原子）
2）线缺陷——位错
晶向指数的确定方法： a) 任选一点为空间坐标系原点，以晶胞三棱边 为空间坐标轴； b) 过坐标原点作一直线，使其平行于待求晶向； c) 读出该方向任意一点的空间坐标值； d) 化为最小整数，加方括号。[uvw] 所有原子排列相同的一族晶向称为晶向族<uvw>
致密度K：晶胞中原子所占体积与该晶 包体积之比。
四、晶体的各向异性 单晶体：原子排列具有同一位向的晶体。 各向异性：在单晶体中，不同晶向或晶面 的原子密度和分布状态不同，从而导致 不同方向上的性能差异，这种现象叫各 向异性。
单晶体铁的弹性模量 <111> 2.90×105MPa <100> 1.35 × 105MPa 单晶体铁在磁场中 沿<100> 方向磁化，比沿 <111> 方向容易，所以制造 变压器硅钢片时<100> 方向 应平行于导磁方向，以降低 损耗。
位错密度——单位体积中位错线长度。
位错的存在使金属能够比较容易发生塑性变形。
3）面缺陷——晶界、亚晶界
面缺陷能提高金属材料的强 度和塑性，因此细化晶粒是 改善金属材料性能的有效途 径
三、金属中常见的三种晶体结构
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
1）体心立方晶格
A=b=c;
α=β=γ=900 晶胞内原子数n=(1/8)×8+1=2 密排方向：体对角线 3 a 原子半径 r=( 3 /4)a K=0.68 常见金属： α-Fe, Cr, V, Nb, W, Mo等高 熔点金属。
2）面心立方晶格
A=b=c;
α=β=γ=900 n= (1/8)×8+(1/2)×6=4 密排方向：面对角线 2 a 原子半径r=( 2 /4)a K=0.74 常见金属：γ-Fe Au(10630),Ag(9600),Cu(9000)AL(6000), Ni,Mn
3)密排六方晶格 a.a夹角1200 n=(1/6) ×12+(1/2) ×2+3=6 密排方向a R=a/2 K=0.74 常见金属：Mg Zn Be
第2章 金属的晶体结构与缺陷
2.1 金属的晶体结构
一、金属的特性与金属键
良好的导热性和导电性 有光泽、不透明 较高强度、可塑性
二、晶体结构的基本概念
晶体结构：晶体中原子（离子或分子）在 三维空间的具体排列方式。
晶格：为了便于研究，用假想直线将金属 中原子的中心位置连接起来表示原子分 布的几何图形。
晶胞：代表晶格结构特征的最基本单元。
晶格常数： 晶胞各边尺寸a.b.c 单 位：Å （1 Å =10-8 c m ） 晶胞各边夹角αβγ
晶面：晶体中原子排列的平面。 晶向：晶体中原子排列的方向。 晶面指数：用以表示晶面空间方位的符号。 晶向指数：用以表示晶向空间方位的符号。
晶面指数确定方法： a) 任选一点为空间坐标系原点，以晶胞三 棱边为空间坐标轴； b) 以晶格常数为单位，求晶面截距，取倒 数； c) 将各倒数化为最小整数，加圆括号。 （hkl） 晶面族{hkl}
2-2 实际金属的晶体缺陷
一、多晶体 ——由许多位向不同的单晶体组成的晶体。 各向异性被抵消——伪等向性 晶粒：多晶体中每一个单晶体。 不规则颗粒状 10-1~10-3 mm 晶界：晶粒与晶粒之间交界处的界面。 原子排列混乱疏松
二、晶体缺陷
1）点缺陷——空位和离位原子
（置换原子）
2）线缺陷——位错
晶向指数的确定方法： a) 任选一点为空间坐标系原点，以晶胞三棱边 为空间坐标轴； b) 过坐标原点作一直线，使其平行于待求晶向； c) 读出该方向任意一点的空间坐标值； d) 化为最小整数，加方括号。[uvw] 所有原子排列相同的一族晶向称为晶向族<uvw>
致密度K：晶胞中原子所占体积与该晶 包体积之比。
四、晶体的各向异性 单晶体：原子排列具有同一位向的晶体。 各向异性：在单晶体中，不同晶向或晶面 的原子密度和分布状态不同，从而导致 不同方向上的性能差异，这种现象叫各 向异性。
单晶体铁的弹性模量 <111> 2.90×105MPa <100> 1.35 × 105MPa 单晶体铁在磁场中 沿<100> 方向磁化，比沿 <111> 方向容易，所以制造 变压器硅钢片时<100> 方向 应平行于导磁方向，以降低 损耗。
位错密度——单位体积中位错线长度。
位错的存在使金属能够比较容易发生塑性变形。
3）面缺陷——晶界、亚晶界
面缺陷能提高金属材料的强 度和塑性，因此细化晶粒是 改善金属材料性能的有效途 径