第一节 纯金属的晶体结构
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2章 材料的结构与力 学行为
第一节 纯金属的晶体结构 第二节 合金的晶体结构 第三节 金属的塑性变形与再结晶
作业：P61：2、9、10、11
第一节 金属的晶体结构
一、晶体与非晶体 二、常见金属的晶体结构 三、金属的同素异构转变 四、实际金属中的晶体缺陷 小结
一、晶体与非晶体
晶体 —— 材料中的原子（离子、分子）在三维空间 呈规则、周期性排列。 非晶体 —— 原子无规则堆积，也称为 “过冷液体” 。 晶体
-Fe、W、V、Mo 等
体心立方晶胞
晶格常数：a=b=c； ===90 Z
晶胞原子数： 2
原子半径r： 致密度=Va /Vc，其中 Vc:晶胞体积a3 Va:原子总体积24r3/3 致密度：0.68
c
a a
X
a
2r
b
Y
（2）面心立方晶格 fcc
-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag 等
面心立方晶胞
晶格常数：a=b=c； ===90 晶胞原子数： 4
Z
c
原子ຫໍສະໝຸດ Baidu径r：
致密度：0.74
b
a
X
Y
（3）密排六方晶格 hcp
C（石墨）、Mg、Zn 等
晶格常数 底面边长a 底面间距c 侧面间角120 侧面与底面夹角90 晶胞原子数： 6 原子半径r：a/2 致密度：0.74
三、金属的同素异构转变（P71）
不同的温度（或压力）下，具有不同的晶体结构
四、实际金属中的晶体缺陷
实际金属晶体结构与理想结构的偏离 1.单晶体：内部晶格位向完全一致 的晶体（理想 晶体）。如单晶Si半导体。 多晶体：由许多位向不同的晶粒构成的晶体。
单晶体 （晶粒）
多晶体
2.实际金属中的晶体缺陷
（1）点缺陷：空位、间隙原子、异类原子
小 本节重点
结
晶体结构的基本概念：晶体，晶格，晶胞；
三种常见的金属晶格。
晶体缺陷（点、线、面缺陷类型）
晶体中的位错属于：
a. 体缺陷
b. 面缺陷
c. 线缺陷 √
d. 点缺陷
（2）线缺陷：位错 （3）面缺陷：晶界与亚晶界
（1）点缺陷
空位 间隙原子
如果间隙原子是其它元素就称为 异类原子 （杂质原子）
（2）线缺陷 —— 刃位错与螺位错
位错：晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律 错排的现象
正刃型位错
负刃型位错
螺位错
（3）面缺陷
晶界、亚晶界
晶粒（单晶体）
晶界
面缺陷引起晶格畸变， 晶粒越细，则晶界越多，强度和塑性越高。
金刚石、NaCl、冰 等。
非晶体 ： 蜂蜡、玻璃 等。 液体
二、常见金属的晶体结构
原子中心位置
原子（离子）的刚球模型
点阵（晶格）模型
晶胞
晶胞
Z
c
b Y
a
X
晶格常数 a， b， c
三种常见的金属晶体结构
（1）体心立方晶格bcc （2）面心立方晶格fcc
（3）密排六方晶格hcp
（1）体心立方晶格 bcc
第一节 纯金属的晶体结构 第二节 合金的晶体结构 第三节 金属的塑性变形与再结晶
作业：P61：2、9、10、11
第一节 金属的晶体结构
一、晶体与非晶体 二、常见金属的晶体结构 三、金属的同素异构转变 四、实际金属中的晶体缺陷 小结
一、晶体与非晶体
晶体 —— 材料中的原子（离子、分子）在三维空间 呈规则、周期性排列。 非晶体 —— 原子无规则堆积，也称为 “过冷液体” 。 晶体
-Fe、W、V、Mo 等
体心立方晶胞
晶格常数：a=b=c； ===90 Z
晶胞原子数： 2
原子半径r： 致密度=Va /Vc，其中 Vc:晶胞体积a3 Va:原子总体积24r3/3 致密度：0.68
c
a a
X
a
2r
b
Y
（2）面心立方晶格 fcc
-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag 等
面心立方晶胞
晶格常数：a=b=c； ===90 晶胞原子数： 4
Z
c
原子ຫໍສະໝຸດ Baidu径r：
致密度：0.74
b
a
X
Y
（3）密排六方晶格 hcp
C（石墨）、Mg、Zn 等
晶格常数 底面边长a 底面间距c 侧面间角120 侧面与底面夹角90 晶胞原子数： 6 原子半径r：a/2 致密度：0.74
三、金属的同素异构转变（P71）
不同的温度（或压力）下，具有不同的晶体结构
四、实际金属中的晶体缺陷
实际金属晶体结构与理想结构的偏离 1.单晶体：内部晶格位向完全一致 的晶体（理想 晶体）。如单晶Si半导体。 多晶体：由许多位向不同的晶粒构成的晶体。
单晶体 （晶粒）
多晶体
2.实际金属中的晶体缺陷
（1）点缺陷：空位、间隙原子、异类原子
小 本节重点
结
晶体结构的基本概念：晶体，晶格，晶胞；
三种常见的金属晶格。
晶体缺陷（点、线、面缺陷类型）
晶体中的位错属于：
a. 体缺陷
b. 面缺陷
c. 线缺陷 √
d. 点缺陷
（2）线缺陷：位错 （3）面缺陷：晶界与亚晶界
（1）点缺陷
空位 间隙原子
如果间隙原子是其它元素就称为 异类原子 （杂质原子）
（2）线缺陷 —— 刃位错与螺位错
位错：晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律 错排的现象
正刃型位错
负刃型位错
螺位错
（3）面缺陷
晶界、亚晶界
晶粒（单晶体）
晶界
面缺陷引起晶格畸变， 晶粒越细，则晶界越多，强度和塑性越高。
金刚石、NaCl、冰 等。
非晶体 ： 蜂蜡、玻璃 等。 液体
二、常见金属的晶体结构
原子中心位置
原子（离子）的刚球模型
点阵（晶格）模型
晶胞
晶胞
Z
c
b Y
a
X
晶格常数 a， b， c
三种常见的金属晶体结构
（1）体心立方晶格bcc （2）面心立方晶格fcc
（3）密排六方晶格hcp
（1）体心立方晶格 bcc