《材料的结构与结晶》PPT课件

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1、第三章材料的结构与结晶第一节金属的晶体结构一、晶体结构的基本概念1、晶体——原子（分子、离子、原子团）具有规则排列的物质。晶体的特点：⑴有规则的外形⑵具有一定的熔点⑶内部原子有规律的周期性排列⑷具有各向异性（见课本P28）第一节金属的晶体结构2、晶格——晶体的基本粒子抽象成几何点，它们在空间的排布形成空间点阵，用假想的线把这些空间点阵连接起来形成的格架。晶胞——从晶格中选取最基本、最具代表性的结构单元。第一节金属的晶体结构原子排列模型晶格晶胞第一节金属的晶体结构3、晶格常数晶胞大小和形状参数：晶格常数：a、

2、b、c夹角：α、β、γ简单立方晶胞a=b=c，α=β=γ=90°4、晶系根据晶胞参数不同，将晶体结构分为七大晶系第一节金属的晶体结构第一节金属的晶体结构5、致密度和配位数——评定晶体中原子排列的紧密程度配位数：晶格中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。配位数越大，原子排列越紧密。原子所占体积晶胞体积致密度=第一节金属的晶体结构二、典型的金属晶体结构（重点）1、体心立方晶格bcc（bodycenteredcubs）晶格常数：a晶胞原子数：原子半径：配位数：8致密度：第一节金属的晶体结构2、面心立方晶格fcc（

3、facecenteredcubs）晶格常数：a晶胞原子数：原子半径：配位数：12致密度：第一节金属的晶体结构3、密排六方晶格hcp（hexagonalclosepach）晶格常数：a、c，轴比c/a=1.633晶胞原子数：原子半径：配位数：12致密度：第一节金属的晶体结构三、晶向指数和晶面指数（重点）1、晶向指数：标定原子列在空间的位向，用来指示物质质点沿某直线分布的情况，这个指数称为晶向指数。第一节金属的晶体结构步骤：⑴以晶胞某阵点为原点，三条棱边作为坐标系；⑵过原点作待定晶向的平行线；⑶在该直线上选取某

4、一阵点，确定该点坐标值；⑷把坐标值化为最小整数，记为[uvw]。第一节金属的晶体结构例一已知某过原点晶向上一点的坐标分别为1、1.5、2，求该直线的晶向指数。将三坐标值化为最小整数加方括弧得[234]。例二已知晶向指数为[110]，画出该晶向。找出1、1、0坐标点，连接原点与该点的直线即为所求晶向。xyz[234][110]第一节金属的晶体结构2、晶面指数：标定原子面的符号，用于指示物质质点在某个面上的分布情况。第一节金属的晶体结构步骤：⑴以晶胞某阵点为原点，三条棱边作为坐标系，晶格常数为单位长度；⑵确定待

5、定晶面在各轴上的截距；⑶取截距的倒数，化为最小整数；⑷记为（hkl）。第一节金属的晶体结构例一求截距为、1、晶面的指数截距值取倒数为0、1、0，加圆括弧得（010）例二求截距为2、3、晶面的指数取倒数为1/2、1/3、0，化为最小整数加圆括弧得（320）例三画出（112）晶面取三指数的倒数1、1、1/2,化成最小整数为2、2、1，即为X、Y、Z三坐标轴上的截距第一节金属的晶体结构注：⑴晶向与晶面指数中若为负数，负号加在数字顶部，如、⑵晶向指数代表所有平行晶向，晶面指数代表一组平行的面⑶在立方晶格中，指

6、数相同的晶向与晶面必然垂直，如[110]和(110)⑷如果一个晶向平行于某个晶面，则hu+kv+lw=0,如[001]和(110)[110](110)[001]第一节金属的晶体结构3、晶面族和晶向族晶面族：晶面指数中各数字相同但符号不同或排列顺序不同的，具有相同的原子密度和性质，可构成晶面族，表示为{hkl}晶向族：原子排列规律相同但空间位向不同的所有晶向组成晶向族，表示为{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第一节金属的晶体结构4、晶面和晶向的原子密度晶面原子密度：单位面积晶面上的原子数晶向原子密度：单位长度晶向上的原子数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称为密排面和密排方向。密排面密排方向体心立方晶格{

8、110}<111>面心立方晶格{111}<110>密排六方晶格六方底面底面对角线第一节金属的晶体结构体心立方(110)面面心立方(111)面密排六方底面第一节金属的晶体结构四、晶体的各向异性单晶体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种性能也不同，这种现象称为各向异性。第二节金属的实际结构和晶体缺陷一、多晶体结构单晶体：晶体内部晶格位向完全一致的晶体。多晶体：多晶粒组成的晶体结