金属结构和纯金属的结晶

《金属结构和纯金属的结晶》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、一、金属原子间的结合1、金属原子的结构特点：（1）原子结构理论：孤立的自由原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成（2）价电子：原子最外层的电子->决定元素的化学特性（3）正电性元素（金属元素>脱离原子核的束缚变成a由电子盾的正离子所对应的元素负电性元素（非金属元素>原子得到自由电子后变成的负离子所对应的元素（4）过渡族元素：原子间结合力特别强，表现为熔点高、强度高2、离+键：由于电子一•得一失，使其各自变成正离+和负离子，二者靠静电作用结合起来的结合方式井价键：和邻原子公用它们外部的价电子，形成电子满壳

2、层的结合方式金展键：处于聚集状态的金属原子，全部或大部将它们的价电子贡献出来，为其整个原子集体所共宥（电子云或电子气），贡献出价电子的原子变为正离了，沉浸在电子云中，依靠运动于其间的公冇化的自屮电子的静电作用而结合起來的结合方式（无饱和性和方向性）根据金属键的本质可解释金属的导电性、导热性、正电阻温度系数、金属光泽和延展性等特性3、结合力和结合能：双原子作用模型（1）吸引力和排斥力：吸引力是长程力，排斥力是短程力：平衡位置加；de-结合力最大（2）吸引能和排斥能：吸引能是负值，排斥力是正值；平衡位置do原子势

3、能最低Eab：原子间结合能或键能：原子周围邻近的原子数越多，原子间的势能就越低二、金属的晶体结构1、基本概念（1）晶体：原子在三维空间中有规则的周期性重复排列的物质（2）非晶体（过冷液体或金属玻璃）：原了在三维空问中不呈现周期性重复排列的物质定的熔点一软化温度范围；各向异性一各项同性（3）晶体结构：晶体屮原子（或离子、分子、原子集团）的具体排列情况，即这些质点（原了、离了、分子、原子集团）在三维空间宥规律的周期性的重复排列方式（4）阵点（结点>表明物质质点在空间排列的规律性所抽象岀的纯粹几何点（5）空间点阵：

4、阵点有规则地周期性重复排列所形成的空间几何阁形（6）晶格：将阵点用直线连接起来形成的空间格子（7）晶胞：从晶格中选取地-个能够完全反应晶格特征的最小几何单元（8）晶格常数（点阵常数>晶胞的棱边L<:度，a、b、c2、金属晶体结构：7大晶系、14种点阵三斜（简单单斜（简单、底心X正交（简单、底心、体心、面心X六方（简单X菱方（简单），四方（简单、体心x正方（简单、体心、面心）（1）体心立方晶格（bcc）:r=V36//4；原子数为2;配位数（晶体结构中任一个原子最邻近、等距离的原子数目）为8;致密度（尺=叫/

5、V,n为一个晶胞实际包含原子数，Vi为一个原子的体积）为0.68;ot-Fe、Cr、V、Nb、Mo、W等（2）面心立方晶格（fee）：r=V^z/4;原子数为4;配位数为12;致密度为0.74;y-Fe、Cu、Ni、Al、Ag等（3）密排六方晶格（hep）:轴比（上、下底面距离与正六边形边长的比值）c/a=V8/3,r=a/2;原子数为6;配位数为12;致密度为0.74;Zn、Mg、Be、Cd、a-Ti.a-Co等hep和fee具有相同的配位数和致密度3、晶体中的原子堆垛方式（1）配位数以12为最大，致密度以

6、0.74为最大（2）密排六方晶格：ABAB……；面心立方晶格：ABCABC……体心立方晶格：ABAB……—次密排面（原子排列的紧密程度较差）4、晶体中的间隙：（1）bee：八面体间隙：不对称的扁八面体间隙，间隙半径r=0.067a,间隙中心位于立方体各面中心和棱边的屮点处四面体间隙:;r=0.126a（2）fee：r=0.146；r=0.08a（3）hep：r=0.146；r=0.08a，与fee相似，间隙中心在晶胞的位置不同5、晶向指数[]:晶体中，任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向晶川族＜＞:原子排列

7、相同但空间位h'd不同的所冇晶h'd6、晶面指数（）：晶体屮，由一系列原子所组成的平面称为晶面坐标原点0位于待定晶面之外，以棱边长度为度量长度，求出待定晶面在各轴上的截距；取各截距的倒数并化为最小简单整数晶而族所有相互平行的晶而.U=u-t**六方晶系的晶面指数和晶向指数：满足1=了（//+/°，可变为V=v-r/7+W=01W=vv7、晶带：平行于或相交于同一直线的一组晶面组成，这组晶面叫井带面，该直线为晶带轴，同一晶带屮各共带面的法线均与晶带轴垂直晶体的各向异性：在不同晶向上的原子紧密程度不同，原子之问的

8、距离不同，结合力不同，晶体在不同晶向上的物理、化学和机械性能不同同索异构转变（多晶型转变＞外部条件（温度和压强）改变时，金属内部由一•种晶体结构向另一种晶体结构的转变，常伴随比热容或体积的突变三、金属晶体的缺陷1、点缺陷：三个方向上的尺寸都很小，相当于原子尺寸—晶格畸变（1）空位：在任何温度下，金属晶体中的原子都是以其平衡位置为中心不问断的热振动，在某一温度的某一瞬间，一些原子具有足够能量克服周围原