《纯金属的晶体结构》PPT课件

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1、第一章纯金属的晶体结构§1—1金属的概念一、金属的特性：金属元素的数量大：83/105固态金属的特性：不透明、有光泽、有延展性、有良好的导电性和导热性，并且随着温度的升高，金属的导电性降低，电阻率增大，即金属具有正的电阻温度系数。金属定义：金属是具有正的电阻温度系数的物质。固态金属特性，是由金属原子的结构特点和金属原子结合的特点所决定的。二、金属原子的结构特点、金属的结合金属晶体正是依靠各正离子与公有化的自由电子之间的相互作用（吸引、排斥）就形成了结合键，使原子紧凑而规则地排列在一起。金属原子间的结合键称为金属键。化学

2、元素周期表金属键模型金属原子越靠近，相互作用越强。电子气金属塑性发生塑性变形时，金属键并未破坏利用金属键的性质解释金属的特性。三、金属的结合能1、金属的结合能2、双原子作用模型相邻二原子之间便发生两种相互作用；一种是相互吸引作用，另一种是相互排斥作用，促使原子彼此离开。排斥力是一种短程力；而吸引力是一种长程力，两者的大小与两个原子间的距离D有关。双原子作用模型势能平衡位置平衡距离热振动周期势场势谷势垒激活能势垒高度结合能原子间的结合力就是由吸引力与排斥力合成的。同样的，原子间的结合能也是由吸引能与排斥能合成的。固体的键

3、合强度可以用其结合能来标志，它就等于将晶态拆散为等量的中性原子状态所需要吸收的能量，也就是实验测定的升华热。范德瓦耳斯键的结合能最低，一般的金属晶体与共价晶体的结合能是同一数量级，过渡金属的结合能最高。§1—2金属晶体一、晶体的特点晶体具有下列特点：第一、原子在三维空间都是按一定规律整齐排列的。而非晶体中原子则是杂乱地分布着。第二、  晶体具有一定熔点，非晶体则没有。第三、晶体的性能具有各向异性，非晶体是各向同性的。第四、  许多晶体具有规则的几何外形。1～２金属晶体NaCl等同点Na+是一类等同点Cl－是另一类等同点

4、晶体结构中各类等同点所构成的几何图形是相同的。空间点阵结点空间点阵（点阵）晶格元胞（阵胞）晶胞如果只是为了表达空间点阵的周期性，则应该选取最小的平行六面体作为单位阵胞。二维阵胞晶胞棱棱面夹角晶轴晶胞常数（点阵常数）晶轴间夹角结点数结点坐标复杂阵胞为了同时反映空间点阵的对称性和周期性，须选取比简单阵胞更大的复杂阵胞。结点即可以在顶点处，也可以在体心和面心处。复杂阵胞的条件：1、同时反映空间点阵的对称性和周期性2、尽可能多的直角3、体积最小布拉菲点阵四类点阵根据结点在阵胞中的位置不同，可将14种Bravais点阵分为四类：

5、1.简单点阵P2.底心点阵，C3.体心点阵I4.面心点阵F七个晶系根据点阵常数的不同，可将晶体点阵分为七个晶系。1、立方晶系P，I，F2、正方晶系P，I3、斜方晶系P，I，C，F4、菱方晶系R5、六方晶系P6、单斜晶系P，I7、三斜晶系课上习题1、画出体心立方、面心立方点阵示意图。并标出结点的个数和坐标。2、画出底心斜方点阵示意图。并标出结点的个数和坐标二、晶面指数和晶向指数晶面晶向晶面指数晶向指数空间点阵中的结点平面和结点直线相当于晶体结构中的晶面和晶向。1、立方晶格的晶面指数确定立方晶格的晶面指数的步骤如下：1、设

6、坐标2、求截距3、取倒数4、化整数5、列括号晶面组晶面族立方晶系中的晶面族：{100}～3个；{111}～4＊2个；{110}～6＊2个在同一晶体中的不同晶面上原子分布状况及排列紧密程度是不同的晶面指数晶面指数晶面指数课上习题图中给出立方晶体的4个晶面，求晶面指数。2、立方晶格的晶向指数确立立方晶格的晶向指数方法如下：（1）设坐标；（2）求坐标值；；（3）化整数；（4）列括号晶向指数还具有以下规律：（1）当晶向指数都乘以负号时，其晶向的方向相反。（2）所有相互平行的晶向，其晶向指数相同。（3）晶向族，用表示。

7、（4）在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数字相同，则彼此相互垂直。课上习题求出图中所示各晶向P的晶向指数3、六方晶格（1）晶面指数三轴坐标系中六个侧面的指数为（010）（110）（100）（010）（110）（100）。而在四轴坐标中，为（0110）（1100）（1010）（0110）（1100）（1010）（hkil)其中I＝-(h+k)1代表的是负指数。(2)晶向指数OM和ON在三轴中的坐标是（011）（210）[uvtw]与[UVW]的关系：§1—3纯金属的晶体结构一、三种晶体结构的特点１、体心立方晶格；2、

8、面心立方晶格3、密排六方晶格二、表明晶体结构特征的参数1、晶胞中的原子数2、原子半径和原子体积3、配位数与致密度4、晶体结构的间隙数三、三种晶体结构中原子的堆垛规律三种晶体结构表明晶体结构特征的参数体心立方晶体中的原子数2原子半径：原子体积：配位数：8致密度：0.68八面体间隙半径：0.067a,6个四面体间隙半径：0.126a，