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《《晶體的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第一節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu) 第二節(jié)純金屬的結(jié)晶 第三節(jié)合金的結(jié)晶 第四節(jié)鐵碳合金相圖第二章金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶§1-1金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體的概念晶體：原子在空間呈長(zhǎng)程有序排列的固態(tài)物質(zhì)。非晶體：原子或分子無(wú)規(guī)則的堆積在一起的固態(tài)物質(zhì)。沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，且各向同性。二、晶體的特征1、原子在空間呈長(zhǎng)程有序排列；2、是各向異性的；3、有固定的熔點(diǎn)；4、有特定的幾何外形。1.晶格：用假想的直線將原子中心連接起來(lái)所形成的三維空間格架。直線的交點(diǎn)（原子中心）稱結(jié)點(diǎn)。由結(jié)點(diǎn)形成的空間點(diǎn)的陣列稱空間點(diǎn)陣。三、晶體中幾個(gè)基本概念為描述晶體內(nèi)部原子的排列，將原子視為剛性球體。剛性球體
2、—原子濃縮成一個(gè)點(diǎn)（空間點(diǎn)陣）—用假想的直線連接起來(lái)，形成空間格子（晶格）—取出一個(gè)有代表性的最小幾何單元—單位晶體（晶胞）。2.晶胞：晶體中有代表性的最小的幾何單元，稱為晶胞。3.晶格常數(shù)：晶胞的三個(gè)棱邊的尺寸a、b、c。用埃（?）表示。1?=10-8cm各棱間的夾角用?、?、?表示。四、三種典型的晶體結(jié)構(gòu)：體心立方、面心立方、密排六方。1.原子半徑：晶胞中原子密度最大方向上相鄰原子間距的一半。2.晶胞原子數(shù)：一個(gè)晶胞內(nèi)所包含的原子數(shù)目。3.配位數(shù)：晶格中與任一原子距離最近且相等的原子數(shù)目。4.致密度：晶胞中原子本身所占的體積百分?jǐn)?shù)。體心立方晶格的參數(shù)體心
3、立方晶格原子個(gè)數(shù)：2配位數(shù)：8致密度：0.68常見(jiàn)金屬：?-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等晶格常數(shù)：a(a=b=c)原子半徑：ar43=面心立方晶格的參數(shù)a42r=：原子半徑原子個(gè)數(shù)：4配位數(shù)：12致密度：0.74常見(jiàn)金屬：?-Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等晶格常數(shù)：a面心立方晶格a21r=：原子半徑原子個(gè)數(shù)：6配位數(shù)：12致密度：0.74常見(jiàn)金屬：Mg、Zn、Be、Cd等晶格常數(shù)：底面邊長(zhǎng)a和高c，c/a=1.633密排六方晶格§1－2實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、多晶體結(jié)構(gòu)和亞結(jié)構(gòu)單晶體：晶體材料內(nèi)部原子規(guī)律排列，位向不發(fā)生改變的晶體。多晶體：由許多晶格
4、位向不同的小晶體構(gòu)成的晶體結(jié)構(gòu)，稱為多晶體。實(shí)際晶體是由許多不同位向小單晶體組成的多晶體。這些小單晶體叫晶粒，晶粒與晶粒之間的交界叫晶界。既然實(shí)際晶體是多晶體組成，是否還存在著單晶體的各向異性？為什么？多晶體由許多晶格位向不同的晶粒組成，其性能是位向不同晶粒的平均性能，故認(rèn)為各向同性。二、晶體缺陷晶格的不完整部位稱晶體缺陷。實(shí)際金屬中存在著大量的晶體缺陷，按形狀可分三類(lèi)，即點(diǎn)、線、面缺陷。①點(diǎn)缺陷空間三維尺寸都很小的缺陷?？瘴婚g隙原子置換原子a.空位：晶格中某些缺排原子的空結(jié)點(diǎn)。b.間隙原子：擠進(jìn)晶格間隙中的原子?？梢允腔w金屬原子，也可以是外來(lái)原子。c.置
5、換原子： 取代原來(lái)原子位置的外來(lái)原子稱置換原子。點(diǎn)缺陷破壞了原子的平衡狀態(tài)，引起周?chē)Ц癞a(chǎn)生畸變，阻礙原子的移動(dòng)，必需施加更大的外力，從而使強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降?？瘴婚g隙原子小置換原子大置換原子位錯(cuò)：晶體中某處有一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。②線缺陷—（在一維方向上尺寸較大的缺陷)刃型位錯(cuò)：當(dāng)一個(gè)完整晶體某晶面以上的某處多出半個(gè)原子面，該晶面象刀刃一樣切入晶體，這個(gè)多余原子面的邊緣就是刃型位錯(cuò)。半原子面在滑移面以上的稱正位錯(cuò)，用“┴”表示。半原子面在滑移面以下的稱負(fù)位錯(cuò)，用“┬”表示。位錯(cuò)上半部分原子受壓，下半部分原子受拉。離位錯(cuò)線越近晶格
6、畸變?cè)酱螅瑧?yīng)力越大。位錯(cuò)密度：?jiǎn)挝惑w積位錯(cuò)線總長(zhǎng)度。?=L/V(cm/cm3或1/cm2)金屬的位錯(cuò)密度為104~1012/cm2位錯(cuò)對(duì)性能的影響：以位錯(cuò)線為中心的管道區(qū)周?chē)Ц穸及l(fā)生了畸變，從而阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，使材料的強(qiáng)度提高。由于線缺陷的影響面比點(diǎn)缺陷大的多，因此對(duì)材料性能的影響也大的多。減少或增加位錯(cuò)密度都可以提高金屬的強(qiáng)度。強(qiáng)度透射電鏡下鈦合金中的位錯(cuò)線(黑線)高分辨率電鏡下的刃位錯(cuò)（白點(diǎn)為原子）③面缺陷（一維尺度很小，而二維尺度較大的原子錯(cuò)排區(qū)域）㈠晶界：多晶體中不同位向晶粒間的交界。小角度晶界是由相距一定距離的刃型位錯(cuò)組成。大角度晶界原子排列紊亂
7、，具有非晶態(tài)特征。晶界的重要特性：1）晶界相互交錯(cuò)，原子排列紊亂，常溫下對(duì)晶體的滑動(dòng)起阻礙作用，從而使晶粒小即晶界多的材料的強(qiáng)度、硬度高—細(xì)晶強(qiáng)化。2）因原子排列紊亂，能量高，原子易擴(kuò)散，易受腐蝕。固態(tài)下結(jié)構(gòu)的改變首先從晶界開(kāi)始。晶界示意圖㈡亞晶界：亞晶粒的交界，位向差小于2o。晶界亞晶界ABCD1.幾個(gè)重要概念：合金：由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)叫合金。組元：組成合金的獨(dú)立的最基本的單元（一般是一種元素或一種穩(wěn)定的化合物）。相：金屬或合金中，具有相同化學(xué)成分，相同結(jié)晶構(gòu)造，并有明顯界面分開(kāi)的獨(dú)立組成部分。組織：用肉眼或顯
8、微鏡觀察到的材料的微觀形貌。三、合金的晶體結(jié)構(gòu)一致的
