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1、第三章材料的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念1、晶體——原子（分子、離子、原子團(tuán)）具有規(guī)則排列的物質(zhì)。晶體的特點(diǎn)：⑴有規(guī)則的外形⑵具有一定的熔點(diǎn)⑶內(nèi)部原子有規(guī)律的周期性排列⑷具有各向異性（見課本P28）第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)2、晶格——晶體的基本粒子抽象成幾何點(diǎn)，它們在空間的排布形成空間點(diǎn)陣，用假想的線把這些空間點(diǎn)陣連接起來形成的格架。晶胞——從晶格中選取最基本、最具代表性的結(jié)構(gòu)單元。第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)原子排列模型晶格晶胞第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)3、晶格常數(shù)晶胞大小和形狀參數(shù)：晶格常數(shù)：a、
2、b、c夾角：α、β、γ簡單立方晶胞a=b=c，α=β=γ=90°4、晶系根據(jù)晶胞參數(shù)不同，將晶體結(jié)構(gòu)分為七大晶系第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)5、致密度和配位數(shù)——評定晶體中原子排列的緊密程度配位數(shù)：晶格中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)。配位數(shù)越大，原子排列越緊密。原子所占體積晶胞體積致密度=第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)二、典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）1、體心立方晶格bcc（bodycenteredcubs）晶格常數(shù)：a晶胞原子數(shù)：原子半徑：配位數(shù)：8致密度：第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)2、面心立方晶格fcc（
3、facecenteredcubs）晶格常數(shù)：a晶胞原子數(shù)：原子半徑：配位數(shù)：12致密度：第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)3、密排六方晶格hcp（hexagonalclosepach）晶格常數(shù)：a、c，軸比c/a=1.633晶胞原子數(shù)：原子半徑：配位數(shù)：12致密度：第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)三、晶向指數(shù)和晶面指數(shù)（重點(diǎn)）1、晶向指數(shù)：標(biāo)定原子列在空間的位向，用來指示物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)沿某直線分布的情況，這個指數(shù)稱為晶向指數(shù)。第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)步驟：⑴以晶胞某陣點(diǎn)為原點(diǎn)，三條棱邊作為坐標(biāo)系；⑵過原點(diǎn)作待定晶向的平行線；⑶在該直線上選取某
4、一陣點(diǎn)，確定該點(diǎn)坐標(biāo)值；⑷把坐標(biāo)值化為最小整數(shù)，記為[uvw]。第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)例一已知某過原點(diǎn)晶向上一點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1、1.5、2，求該直線的晶向指數(shù)。將三坐標(biāo)值化為最小整數(shù)加方括弧得[234]。例二已知晶向指數(shù)為[110]，畫出該晶向。找出1、1、0坐標(biāo)點(diǎn)，連接原點(diǎn)與該點(diǎn)的直線即為所求晶向。xyz[234][110]第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)2、晶面指數(shù)：標(biāo)定原子面的符號，用于指示物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在某個面上的分布情況。第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)步驟：⑴以晶胞某陣點(diǎn)為原點(diǎn)，三條棱邊作為坐標(biāo)系，晶格常數(shù)為單位長度；⑵確定待
5、定晶面在各軸上的截距；⑶取截距的倒數(shù)，化為最小整數(shù)；⑷記為（hkl）。第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)例一求截距為?、1、?晶面的指數(shù)截距值取倒數(shù)為0、1、0，加圓括弧得（010）例二求截距為2、3、?晶面的指數(shù)取倒數(shù)為1/2、1/3、0，化為最小整數(shù)加圓括弧得（320）例三畫出（112）晶面取三指數(shù)的倒數(shù)1、1、1/2,化成最小整數(shù)為2、2、1，即為X、Y、Z三坐標(biāo)軸上的截距第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)注：⑴晶向與晶面指數(shù)中若為負(fù)數(shù)，負(fù)號加在數(shù)字頂部，如、⑵晶向指數(shù)代表所有平行晶向，晶面指數(shù)代表一組平行的面⑶在立方晶格中，指
6、數(shù)相同的晶向與晶面必然垂直，如[110]和(110)⑷如果一個晶向平行于某個晶面，則hu+kv+lw=0,如[001]和(110)[110](110)[001]第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)3、晶面族和晶向族晶面族：晶面指數(shù)中各數(shù)字相同但符號不同或排列順序不同的，具有相同的原子密度和性質(zhì)，可構(gòu)成晶面族，表示為{hkl}晶向族：原子排列規(guī)律相同但空間位向不同的所有晶向組成晶向族，表示為{100}=(100)+(010)+(001){110}=(110)+(101)+(011)+(10)+(01)+(01)<1
7、00>=[100]+[010]+[001]+[00]+[00]+[00]<110>=[110]+[101]+[011]+[10]+[01]+[01]+……{110}(110)(110)(101)(101)(011)(011)XZY<111>[111][111][111][111]XZY第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)4、晶面和晶向的原子密度晶面原子密度：單位面積晶面上的原子數(shù)晶向原子密度：單位長度晶向上的原子數(shù)不同晶面和晶向上的原子密度是不同的，原子密度最大的晶面和晶向稱為密排面和密排方向。密排面密排方向體心立方晶格{
8、110}<111>面心立方晶格{111}<110>密排六方晶格六方底面底面對角線第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)體心立方(110)面面心立方(111)面密排六方底面第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)四、晶體的各向異性單晶體中不同晶面和晶向上的原子排列方式和密度不同，因而，在不同的晶面和晶向上的各種性能也不同，這種現(xiàn)象稱為各向異性。第二節(jié)金屬的實(shí)際結(jié)構(gòu)和晶體缺陷一、多晶體結(jié)構(gòu)單晶體：晶體內(nèi)部晶格位向完全一致的晶體。多晶體：多晶粒組成的晶體結(jié)
