第3讲纯金属的晶体结构

第三讲纯金属的晶体结构

1.典型金属的晶体结构

考点再现：这一部分08年09年10年都有所涉及，10年考了晶胞致密度的概念，这部分以名词解释，填空为主，需要在理解的基础上记忆，但是总体上说难度不大，但是却很重点。考试要求：记忆，特别是理解基础上的记忆，对于一些内容需要会一定的推导。

知识点：

晶胞中的原子数：完全属于该晶胞的原子数。★★★

配位数：晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数（CN）。★★★★

致密度：晶体结构中的原子体积占总体积的百分比（k）。★★★★

八面体间隙：位于6个原子所组成的8面体中间的间隙。★★★

四面体间隙：位于4个原子所组成的4面体中间的间隙。★★★

典型金属晶体结构有（面心立方fcc），（体心立方bcc），（密排六方hcp）★★★★★

fcc bcc hcp 面心立方结构n = 8×1/8 + 6×1/2 = 4

体心立方结构n = 8×1/8 + 1 =2

密排六方结构n = 12×1/6 +2×1/2 +3 = 6

三种典型金属晶体结构特征

晶体类型原子密排面原子密排方

向晶胞中的原

子数

配位数CN 致密度K

A1（fcc）{111} <110> 4 12 0.74

A2（bcc）{110} <111> 2 8，（8+6）0.68

A3（hcp）{0001} <11-20> 6 12 0.74

对于金属晶体结构的这一部分的主要内容都集中在这个表上，在这些方面里，我们更加侧重密排面和密排方向以及致密度的掌握，这是本讲内容的一个重点。

而对于本讲的另一个重点就是关于间隙问题的讨论。

我们知道位于6个原子所组成的8面体中间的间隙。位于4个原子所组成的4面体中间的间隙。单8面体间隙和四面体间隙时如何排布的呢，我们由图可以清楚的了解。

对于间隙这一部分的知识点，我们要知道对于不同的晶体结构4面体间隙与8面体间隙的不同分布，其状态如何，如果不能直接记忆的话，也会通过自己作图找出其分布方式，并且能够以此为依据解决一定的问题。

2.多晶型性

考点再现：这一部分本身内容就是比较少，知识点也比较少，在往年的研究生入学考试中就没有出现过，但是也不能排除这次考的可能，因为随着命题老师的改变，出题方式发生了很

大的变化，考点变细，变得分散，想这些小知识点越来越多的称为老师命题的热点。所以对其重视一点都不能少。

考试要求：知道多晶型性的定义，理解C在γ-Fe中的溶解度比在α-Fe中的溶解度大的基本原理。

知识点：多晶型转变：当外界条件（主要指温度和压力）改变时，元素的晶体结构可以发生改变，把金属的这种性质称为多晶型性，也叫同素异构转变。★★★

为什么C在γ-Fe中的溶解度比在α-Fe中的溶解度大？★★★★

γ-Fe面心立方结构α-Fe为体心立方结构。碳的原子半径是γ-Fe间隙半径的1.45倍，是α-Fe 间隙半径的4倍，由此可见，虽然α-Fe总的间隙较γ-Fe多，且间隙位置数也多，但每个间隙尺寸都很小，碳原子进入该间隙较困难，因而碳在γ-Fe中的溶解度比在α-Fe中的溶解度大。

这是一道成题，原题还有很多计算方面的内容，但是命题老师表示，只要答出基本原理即可，并不需要计算的推导，所以我就给出了这道题的标准答发，如此即可得到全部分数。

同学们，以上就是第三讲的主要内容，最重要的考点是三种晶体结构，二种间隙，定义方面涉及的比较少，但是都很重要，如配位数，致密度，多晶型性等，好了这一讲就到这里。

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