工程材料晶体结构
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伪各向同性：多晶体材料中，尽管每个晶粒内部象单 晶体那样呈现各向异性，每个晶粒在空间取向是随机 分布，大量晶粒的综合作用，整个材料宏观上不出现 各向异性，这个现象称为多晶体的伪各向同性。
第二节 晶体缺陷
➢晶体中的缺陷
晶体缺陷：即使在每个晶粒的内部，也并不完全象晶 体学中论述的(理想晶体)那样，原子完全呈现周期 性的规则重复的排列。把实际晶体中原子排列与理 想晶体的差别称为晶体缺陷。
位错：是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错
排现象。
位错的形式 ： 刃型位错 螺型位错 混合型位错
第二节
二、线缺陷
位错的密度 ：位错密度ρ是描述晶体中位错的数量，用单位
体积位错线的总长度表示。（一般106；较大的冷塑性变形， ρ可达1010—12）
位错对材料性能的影响
1) 位错线附近的晶格有相应的畸变，有高于理想晶体的能量；
具有不同的物理、化学和力学性能。
书 p10
2. 多晶体结构
单晶体:
一块晶体材料，其内部 的晶体位向完全一致时，即 整个材料是一个晶体，这块 晶体就称之为“单晶体”， 实用材料中如半导体集成电 路用的单晶硅。
第二节
多晶体:
实际应用的工程材料 中，哪怕是一块尺寸很小 的材料，绝大多数包含着 许许多多的小晶体，每个 小晶体的内部，晶格位向 是均匀一致的，而各个小 晶体之间，彼此的位向却 不相同。称这种由多个小 晶体组成的晶体结构称之 为“多晶体”。
2.离子键：两种离子靠静电引力结合在一起。 特点：无方向性、无饱和性
3.共价键：靠共用电子对所产生的力结合，形成共
价键。如：SiC。具有方向性。
4.分子键：（物理键）--范德华力
5.氢键：氢原子与O、F、N等电负性大原子半径较
小的原子结合。具有饱和性、方向性。 在高分子材料中很重要。
第一节 晶体结构和非晶体
影响其固溶度的因素：溶质原子半径；
溶剂的晶格类型
一、固溶体
3. 固溶体的性能特点
1) 保持溶剂的晶格类型（eg:F; A体） 。 由于固溶体的晶体结构与溶剂相同，固溶体的性 能基本上与原溶剂的性能相近，换句话说，固溶 体的性能主要决定于溶剂的性能，或在溶剂性能 基础上发生一些改变。
2) 产生了固溶强化作用，并且晶格常数发生了变化。 固溶强化：溶质原子使固溶体的强度和硬度升高 的现象叫固溶强化（以金属元素为溶剂的固溶 体）。溶质的溶入可造成晶格畸变，材料的塑性 变形的阻力加大，同时塑性略有下降，但不明显。 在材料中是有效提高金属材料力学性能的途径之 一。
一、原子的排列方式
分子的构成 有的分子是单原子，如金属材料；有的 是几个相同或不同的原子，如陶瓷材料；有的分子 中包含的数千或更多的原子，如高分子材料。
1. 非晶体 原子排列：粒子(原子、离子或分子)无规则的堆积。
（eg:沥青、玻璃） 特点： 各向同性；
没有固定熔点
一、原子的排列方式
2. 晶体
原子排列：粒子(原子、离子或分子)在三维空间呈周 期性的规则重复排列。（eg:金属、金刚石等）
1）单相组织：eg：铁碳合金的F、A
2）双相组织
两晶组成的混合物（eg:共晶、共析组织）
弥散型两相组织：指在基体上分布细小 弥散第二相的组织。（P粒）
3）多相组织
聚合型两相组织：由两种块状组织组成的。 Eg：45钢
关系：相 —— 组织 —— 性能
一、固溶体
1. 固溶体的定义：
合金结晶时若组元相互溶解，所形成固相的晶格结构与 组成合金的某一组元相同，此固相称为固溶体。(或合金在固 态时，组元间会互相溶解，形成一种在某一组元晶格中包含 有其它组元的新相，这种新相称为固溶体。) 与固溶体的晶格相同的组成元素称为溶剂；其它的组成元素 称为溶质，其含量与溶剂相比为较少。
第一节
二、晶格与晶胞
晶胞 能够完全反映晶格特征的最小几何单元叫晶胞。
第一节
晶格常数
晶格常数：平行六面体的三个棱长a、 b、c。
棱间夹角：晶胞各棱边之间的尖角 α、β、γ。
三、晶系
按晶格常数对晶体的分类。
第一节
三、晶系
按晶格常数对晶体的分类。
布拉菲点阵
四、金属中常见的三种晶体结构
结构特点:以金属键结合，失去外层电子的金属离子与 自由电子的吸引力。无方向性，对称性较高的密堆 结构。
3.相：凡成分相同、结构相同，并与其它部分以界面分 开的均匀组成部分，称之为相。在固态材料中，按 其晶格结构的基本属性来分，可分为固溶体和化合 物两大类。
4.组织：人们用肉眼或借助某种工具（放大镜、光学 显微镜、电子显微镜等）所观察到的合金相组成及 相的数量、形态、大小、分布特征（即材料内部的 微观形貌图像）。
体心立方中原子排列
2、面心立方
原子位置：立方体的八个顶角和每个侧面中心 常见金属有： γ -Fe、金(Au) 、银(Ag) 、 铜(Cu) 、 铝(Al)、镍（Ni）等
面心立方中原子排列
3、密排六方
原子位置：12个顶角、上下底心和体内3处 常见金属有：铍(Be) 、镁(Mg) 、锌(Zn) 、 镉(Cd)、α-Ti 等
溶质原子溶入固溶体中的量称为固溶体的浓度。在一定的 条件下，溶质元素在固溶体中的极限浓度叫做溶质元素在固溶 体中的固溶度。浓度或溶解度一般用溶质元素所占的重量百分 比来表示(%Wt)；有时也用溶质元素所占的原子数量百分比来 表示，这时也称为摩尔浓度(%Wa)。
一、固溶体
2. 固溶体的分类
按溶质原子在固溶体(溶剂)晶 格中的位置不同可分为：
特点： 1. 各向异性：不同方向原子的排列方式不 相同，（即晶面指数、晶向指数不同） 因而其表现的性能也有差异。
2. 固定的熔点：
第一节
二、晶格与晶胞
晶格 为了表达空间原子排列的几何规律，把粒子(原
子或分子)在空间的平衡位置作为节点，人为地 将节点用一系列相互平行的直线连接起来形成的 空间格架称为晶格。--即：表示晶体中原子排列 形式的空间格子。
3）固溶体总是作为基体存在。
二、化合物(中间相)
1. 化合物概念
当溶质的含量超过了其溶解度，在材料中将出现新相。若 新相为另一组元的晶体结构，则也是另一固溶体。若其晶体结 构与组元都不相同，表明生成了新的物质-化合物。所以，化合 物是合金组元间发生相互作用而形成的一种新相，其晶wenku.baidu.com类型 及性能均不同于任一组元。
a) 置换固溶体 溶质原子取代
了部分溶剂晶格中某些节点上 的溶剂原子而形成的固溶体。 分类Ⅰ ：有限固溶体：在置换固溶体中，一般溶质原子的溶 解度有一定的限制。 无限固溶体：当晶体结构相同、并且原子尺寸差小于15%时， 化学性质较接近的有时可以出现无限互溶。
无序固溶体 分类Ⅱ：
有序固溶体
•1）影响固溶度的因素
五、 三种典型晶格的晶向与晶面指数
1、晶向与晶向指数
晶向：空间点阵中各节点列的方向。空间中任意两节 点的连线所指的方向，代表了晶体中原子列的方向。
晶向指数：表示晶向方位符号。
标定方法：
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，让第一 点在原点则下一步更简单)；
第二节
2.多晶体结构
晶粒：多晶体材料中每个 小晶体的外形多为不规则 的颗粒状，通常把它们叫 做“晶粒”。
晶界：晶粒与晶粒之间的 分界面叫“晶粒间界”， 或简称“晶界”。为了适 应两晶粒间不同晶格位向 的过渡，在晶界处的原子 排列总是不规则的。
第二节
多晶体的组织与性能： 组织：
性能：
组织敏感的性能 组织不敏感的性能
方。
2、晶面与晶面指数
晶面指数特征：与原点位置无关；每一指数对应一组 平行的晶面。
晶面族：原子排列情况相同，但空间位向不同的一组 晶面的集合。
表示方法：用花括号{hkl}表示。 举例：
可见任意交换指数的位置和改变符号后的所 有结果都是该族的范围。
六、单晶体的各向异性与多晶体的 伪各向同性
1.单晶体的各向异性：表现在晶体的各个晶向上
常见结构： 体心立方 bcc Body-centered cubic 面心立方 fcc Face-centered cubic 密排六方 cph Close-packed hexagonal
1、体心立方 原子位置：立方体的八个顶角和体心
常见金属有：α-Fe、铬(Cr) 、 钨(W) 、钼(Mo) 、钒(V)、Na、K等
另外一个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。
面缺陷的形式 ：
晶界面 亚晶界面 相界面(两个不同类型晶体的分界面)
一.概念
第三节 合金的相结构
1.合金：由两种或两种以上的元素组成，其中至少有一 种为金属元素，经冶炼、烧结等方法组成具有金属性 质的物质称为合金。
2.组元：通常把组成合金的最简单、最基本、能够独立 存在的物质称为组元。组元大多数情况下是元素；在 研究的范围内既不分解也不发生任何化学反应的稳定 化合物也可称为组元。(Fe3C)·
第二节
一、点缺陷
点缺陷对材料性能的影响
原因：无论那种点缺陷的存在，都会使其附近的原子稍微偏
离原结点位置才能平衡，即造成小区域的晶格畸变。
效果
1) 提高材料的电阻 定向流动的电子在点缺陷处受到非 平衡力(陷阱)，增加了阻力，加速运动提高局部温度 (发热)。
2) 加快原子的扩散迁移 空位可作为原子运动的周转站。
（1）晶格类型 （2）组元原子直径的相对大小（P32图4-2 ) （3）电负性的差别 （4）电子浓度的影响
2）晶格常数的变化（P18图1-19 )
一、固溶体
b) 间隙固溶体
定义：溶质原子嵌入溶剂晶格 的空隙中，不占据晶格结点位 置。
间隙固溶体都是有限溶解固溶体及无序固溶体。 溶质元素相对于溶剂元素，原子尺寸愈小则对应的溶解 度愈大。间隙固溶体的形成的基本条件D质/D剂<0.59。 在金属材料中，通常是过渡族金属元素为溶剂，小尺寸 的C、N、H、O、B等元素为溶质。
晶体缺陷的类型： •点缺陷 •线缺陷 •面缺陷
第二节
一、点缺陷
点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小，在原子尺寸大小
的晶体缺陷。
点缺陷的类型 ：
1) 晶格空位 在正常的晶格结点上出 现空位。
2) 间隙原子 在晶格的间隙中存在多 余原子。它们可能是同类原子，也 可能是异类原子。
3) 置换原子 结点上的原子被异类原 子所置换。
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，负号记在
上方 。
1、晶向与晶向指数
晶向指数特征：与原点位置无关；每一指数对应一组 平行的晶向。
晶向族：原子排列情况相同，但空间位向不同的一组 晶向的集合。
表示方法：用尖括号<uvw>表示 。 举例：
等12个
可见任意交换指数的位置和改变符号后的所 有结果都是该族的范围。
2、晶面与晶面指数
晶面：晶格中各种方位的原子面称为“晶面”。 晶面指数：表示晶面方位的符号。
标定方法：
1) 建立坐标系 结点为原点，三棱为方向， 点阵常数为单位 （原点在标定面以外，可 以采用平移法）；
2) 晶面在三个坐标上的截距a1 a2 a3 ； 3) 计算其倒数 b1 b2 b3 ； 4) 化成最小、整数比h：k：l ； 5) 放在圆括号(hkl)，不加逗号，负号记在上
2) 位错线附近异类原子浓度高于平均水平；
3) 位错在晶体中可以发生移动，即可动性-滑移是材料塑性变 形基本方式之一；
4) 位错与异类原子的作用，位错之间的相互作用，对材料的 力学性能有明显的影响。详细内容到塑性变形一章再论述。
第二节
三、面缺陷
面缺陷：在三维空间的两个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，
3) 形成其他晶体缺陷 过饱和的空位可集中形成内部的 空洞，集中一片的塌陷形成位错。
4) 改变材料的力学性能 空位移动到位错处可造成刃位 错的攀移，间隙原子和置换原子的存在会增加位错的 运动阻力。会使强度提高，塑性下降。
二、线缺陷
线缺陷：在三维空间的一个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，
另外两个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。其 具体形式就是晶体中的位错Dislocation
第二章 材料的结构和金属的结晶
➢金属的晶体结构 ➢实际金属结构 ➢合金的相结构 ➢合金的组织 ➢金属的结晶与铸锭
第一节 晶体结构和非晶体
结构：指材料中原子的排列位置和空间分布。
一、原子的结合键及其特性
1.金属键：是由金属正离子和自由电子之间 互相作用而结合的。
特点：无方向性、无饱和性→金属的晶体结构大多有高对称性。
第二节 晶体缺陷
➢晶体中的缺陷
晶体缺陷：即使在每个晶粒的内部，也并不完全象晶 体学中论述的(理想晶体)那样，原子完全呈现周期 性的规则重复的排列。把实际晶体中原子排列与理 想晶体的差别称为晶体缺陷。
位错：是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错
排现象。
位错的形式 ： 刃型位错 螺型位错 混合型位错
第二节
二、线缺陷
位错的密度 ：位错密度ρ是描述晶体中位错的数量，用单位
体积位错线的总长度表示。（一般106；较大的冷塑性变形， ρ可达1010—12）
位错对材料性能的影响
1) 位错线附近的晶格有相应的畸变，有高于理想晶体的能量；
具有不同的物理、化学和力学性能。
书 p10
2. 多晶体结构
单晶体:
一块晶体材料，其内部 的晶体位向完全一致时，即 整个材料是一个晶体，这块 晶体就称之为“单晶体”， 实用材料中如半导体集成电 路用的单晶硅。
第二节
多晶体:
实际应用的工程材料 中，哪怕是一块尺寸很小 的材料，绝大多数包含着 许许多多的小晶体，每个 小晶体的内部，晶格位向 是均匀一致的，而各个小 晶体之间，彼此的位向却 不相同。称这种由多个小 晶体组成的晶体结构称之 为“多晶体”。
2.离子键：两种离子靠静电引力结合在一起。 特点：无方向性、无饱和性
3.共价键：靠共用电子对所产生的力结合，形成共
价键。如：SiC。具有方向性。
4.分子键：（物理键）--范德华力
5.氢键：氢原子与O、F、N等电负性大原子半径较
小的原子结合。具有饱和性、方向性。 在高分子材料中很重要。
第一节 晶体结构和非晶体
影响其固溶度的因素：溶质原子半径；
溶剂的晶格类型
一、固溶体
3. 固溶体的性能特点
1) 保持溶剂的晶格类型（eg:F; A体） 。 由于固溶体的晶体结构与溶剂相同，固溶体的性 能基本上与原溶剂的性能相近，换句话说，固溶 体的性能主要决定于溶剂的性能，或在溶剂性能 基础上发生一些改变。
2) 产生了固溶强化作用，并且晶格常数发生了变化。 固溶强化：溶质原子使固溶体的强度和硬度升高 的现象叫固溶强化（以金属元素为溶剂的固溶 体）。溶质的溶入可造成晶格畸变，材料的塑性 变形的阻力加大，同时塑性略有下降，但不明显。 在材料中是有效提高金属材料力学性能的途径之 一。
一、原子的排列方式
分子的构成 有的分子是单原子，如金属材料；有的 是几个相同或不同的原子，如陶瓷材料；有的分子 中包含的数千或更多的原子，如高分子材料。
1. 非晶体 原子排列：粒子(原子、离子或分子)无规则的堆积。
（eg:沥青、玻璃） 特点： 各向同性；
没有固定熔点
一、原子的排列方式
2. 晶体
原子排列：粒子(原子、离子或分子)在三维空间呈周 期性的规则重复排列。（eg:金属、金刚石等）
1）单相组织：eg：铁碳合金的F、A
2）双相组织
两晶组成的混合物（eg:共晶、共析组织）
弥散型两相组织：指在基体上分布细小 弥散第二相的组织。（P粒）
3）多相组织
聚合型两相组织：由两种块状组织组成的。 Eg：45钢
关系：相 —— 组织 —— 性能
一、固溶体
1. 固溶体的定义：
合金结晶时若组元相互溶解，所形成固相的晶格结构与 组成合金的某一组元相同，此固相称为固溶体。(或合金在固 态时，组元间会互相溶解，形成一种在某一组元晶格中包含 有其它组元的新相，这种新相称为固溶体。) 与固溶体的晶格相同的组成元素称为溶剂；其它的组成元素 称为溶质，其含量与溶剂相比为较少。
第一节
二、晶格与晶胞
晶胞 能够完全反映晶格特征的最小几何单元叫晶胞。
第一节
晶格常数
晶格常数：平行六面体的三个棱长a、 b、c。
棱间夹角：晶胞各棱边之间的尖角 α、β、γ。
三、晶系
按晶格常数对晶体的分类。
第一节
三、晶系
按晶格常数对晶体的分类。
布拉菲点阵
四、金属中常见的三种晶体结构
结构特点:以金属键结合，失去外层电子的金属离子与 自由电子的吸引力。无方向性，对称性较高的密堆 结构。
3.相：凡成分相同、结构相同，并与其它部分以界面分 开的均匀组成部分，称之为相。在固态材料中，按 其晶格结构的基本属性来分，可分为固溶体和化合 物两大类。
4.组织：人们用肉眼或借助某种工具（放大镜、光学 显微镜、电子显微镜等）所观察到的合金相组成及 相的数量、形态、大小、分布特征（即材料内部的 微观形貌图像）。
体心立方中原子排列
2、面心立方
原子位置：立方体的八个顶角和每个侧面中心 常见金属有： γ -Fe、金(Au) 、银(Ag) 、 铜(Cu) 、 铝(Al)、镍（Ni）等
面心立方中原子排列
3、密排六方
原子位置：12个顶角、上下底心和体内3处 常见金属有：铍(Be) 、镁(Mg) 、锌(Zn) 、 镉(Cd)、α-Ti 等
溶质原子溶入固溶体中的量称为固溶体的浓度。在一定的 条件下，溶质元素在固溶体中的极限浓度叫做溶质元素在固溶 体中的固溶度。浓度或溶解度一般用溶质元素所占的重量百分 比来表示(%Wt)；有时也用溶质元素所占的原子数量百分比来 表示，这时也称为摩尔浓度(%Wa)。
一、固溶体
2. 固溶体的分类
按溶质原子在固溶体(溶剂)晶 格中的位置不同可分为：
特点： 1. 各向异性：不同方向原子的排列方式不 相同，（即晶面指数、晶向指数不同） 因而其表现的性能也有差异。
2. 固定的熔点：
第一节
二、晶格与晶胞
晶格 为了表达空间原子排列的几何规律，把粒子(原
子或分子)在空间的平衡位置作为节点，人为地 将节点用一系列相互平行的直线连接起来形成的 空间格架称为晶格。--即：表示晶体中原子排列 形式的空间格子。
3）固溶体总是作为基体存在。
二、化合物(中间相)
1. 化合物概念
当溶质的含量超过了其溶解度，在材料中将出现新相。若 新相为另一组元的晶体结构，则也是另一固溶体。若其晶体结 构与组元都不相同，表明生成了新的物质-化合物。所以，化合 物是合金组元间发生相互作用而形成的一种新相，其晶wenku.baidu.com类型 及性能均不同于任一组元。
a) 置换固溶体 溶质原子取代
了部分溶剂晶格中某些节点上 的溶剂原子而形成的固溶体。 分类Ⅰ ：有限固溶体：在置换固溶体中，一般溶质原子的溶 解度有一定的限制。 无限固溶体：当晶体结构相同、并且原子尺寸差小于15%时， 化学性质较接近的有时可以出现无限互溶。
无序固溶体 分类Ⅱ：
有序固溶体
•1）影响固溶度的因素
五、 三种典型晶格的晶向与晶面指数
1、晶向与晶向指数
晶向：空间点阵中各节点列的方向。空间中任意两节 点的连线所指的方向，代表了晶体中原子列的方向。
晶向指数：表示晶向方位符号。
标定方法：
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，让第一 点在原点则下一步更简单)；
第二节
2.多晶体结构
晶粒：多晶体材料中每个 小晶体的外形多为不规则 的颗粒状，通常把它们叫 做“晶粒”。
晶界：晶粒与晶粒之间的 分界面叫“晶粒间界”， 或简称“晶界”。为了适 应两晶粒间不同晶格位向 的过渡，在晶界处的原子 排列总是不规则的。
第二节
多晶体的组织与性能： 组织：
性能：
组织敏感的性能 组织不敏感的性能
方。
2、晶面与晶面指数
晶面指数特征：与原点位置无关；每一指数对应一组 平行的晶面。
晶面族：原子排列情况相同，但空间位向不同的一组 晶面的集合。
表示方法：用花括号{hkl}表示。 举例：
可见任意交换指数的位置和改变符号后的所 有结果都是该族的范围。
六、单晶体的各向异性与多晶体的 伪各向同性
1.单晶体的各向异性：表现在晶体的各个晶向上
常见结构： 体心立方 bcc Body-centered cubic 面心立方 fcc Face-centered cubic 密排六方 cph Close-packed hexagonal
1、体心立方 原子位置：立方体的八个顶角和体心
常见金属有：α-Fe、铬(Cr) 、 钨(W) 、钼(Mo) 、钒(V)、Na、K等
另外一个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。
面缺陷的形式 ：
晶界面 亚晶界面 相界面(两个不同类型晶体的分界面)
一.概念
第三节 合金的相结构
1.合金：由两种或两种以上的元素组成，其中至少有一 种为金属元素，经冶炼、烧结等方法组成具有金属性 质的物质称为合金。
2.组元：通常把组成合金的最简单、最基本、能够独立 存在的物质称为组元。组元大多数情况下是元素；在 研究的范围内既不分解也不发生任何化学反应的稳定 化合物也可称为组元。(Fe3C)·
第二节
一、点缺陷
点缺陷对材料性能的影响
原因：无论那种点缺陷的存在，都会使其附近的原子稍微偏
离原结点位置才能平衡，即造成小区域的晶格畸变。
效果
1) 提高材料的电阻 定向流动的电子在点缺陷处受到非 平衡力(陷阱)，增加了阻力，加速运动提高局部温度 (发热)。
2) 加快原子的扩散迁移 空位可作为原子运动的周转站。
（1）晶格类型 （2）组元原子直径的相对大小（P32图4-2 ) （3）电负性的差别 （4）电子浓度的影响
2）晶格常数的变化（P18图1-19 )
一、固溶体
b) 间隙固溶体
定义：溶质原子嵌入溶剂晶格 的空隙中，不占据晶格结点位 置。
间隙固溶体都是有限溶解固溶体及无序固溶体。 溶质元素相对于溶剂元素，原子尺寸愈小则对应的溶解 度愈大。间隙固溶体的形成的基本条件D质/D剂<0.59。 在金属材料中，通常是过渡族金属元素为溶剂，小尺寸 的C、N、H、O、B等元素为溶质。
晶体缺陷的类型： •点缺陷 •线缺陷 •面缺陷
第二节
一、点缺陷
点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小，在原子尺寸大小
的晶体缺陷。
点缺陷的类型 ：
1) 晶格空位 在正常的晶格结点上出 现空位。
2) 间隙原子 在晶格的间隙中存在多 余原子。它们可能是同类原子，也 可能是异类原子。
3) 置换原子 结点上的原子被异类原 子所置换。
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，负号记在
上方 。
1、晶向与晶向指数
晶向指数特征：与原点位置无关；每一指数对应一组 平行的晶向。
晶向族：原子排列情况相同，但空间位向不同的一组 晶向的集合。
表示方法：用尖括号<uvw>表示 。 举例：
等12个
可见任意交换指数的位置和改变符号后的所 有结果都是该族的范围。
2、晶面与晶面指数
晶面：晶格中各种方位的原子面称为“晶面”。 晶面指数：表示晶面方位的符号。
标定方法：
1) 建立坐标系 结点为原点，三棱为方向， 点阵常数为单位 （原点在标定面以外，可 以采用平移法）；
2) 晶面在三个坐标上的截距a1 a2 a3 ； 3) 计算其倒数 b1 b2 b3 ； 4) 化成最小、整数比h：k：l ； 5) 放在圆括号(hkl)，不加逗号，负号记在上
2) 位错线附近异类原子浓度高于平均水平；
3) 位错在晶体中可以发生移动，即可动性-滑移是材料塑性变 形基本方式之一；
4) 位错与异类原子的作用，位错之间的相互作用，对材料的 力学性能有明显的影响。详细内容到塑性变形一章再论述。
第二节
三、面缺陷
面缺陷：在三维空间的两个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，
3) 形成其他晶体缺陷 过饱和的空位可集中形成内部的 空洞，集中一片的塌陷形成位错。
4) 改变材料的力学性能 空位移动到位错处可造成刃位 错的攀移，间隙原子和置换原子的存在会增加位错的 运动阻力。会使强度提高，塑性下降。
二、线缺陷
线缺陷：在三维空间的一个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，
另外两个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。其 具体形式就是晶体中的位错Dislocation
第二章 材料的结构和金属的结晶
➢金属的晶体结构 ➢实际金属结构 ➢合金的相结构 ➢合金的组织 ➢金属的结晶与铸锭
第一节 晶体结构和非晶体
结构：指材料中原子的排列位置和空间分布。
一、原子的结合键及其特性
1.金属键：是由金属正离子和自由电子之间 互相作用而结合的。
特点：无方向性、无饱和性→金属的晶体结构大多有高对称性。