第二章工程材料的基础知识(上)ppt课件.ppt

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1、本章提要1、学习目的和要求通过本章的学习，掌握有关晶体结构的基本知识，晶体缺陷的种类和特点，金属结晶的基本规律以及合金相图的分析与应用。2、课程内容（1）纯金属的晶体结构与结晶；（2）合金的晶体结构及结晶；（3）铁碳合金。第一节金属的晶体结构第二节合金的相结构第三节纯金属的结晶第四节合金的结晶第五节铁-碳合金相图第一节金属的晶体结构一、晶体与非晶体晶体：凡内部原子呈规则排列的物质称为晶体。非晶体：凡内部原子无规则排列的物质称为非晶体。晶体与非晶体的区别内部原子的排列是否有规则；晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点；晶体具有各向异性，而非晶体呈

2、各向同性。晶体非晶体第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.金属晶体结构的基本概念第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.金属晶体结构的基本概念晶格—假设通过原子结点的中心划出许多空间直线所形成的空间格架。晶胞—能反映晶格特征的最小组成单元。晶格常数—晶胞的三个棱边的长度a,b,c立方四方正交六方单斜三斜三角第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构2.三种典型的金属晶体结构第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构2.三种典型的金属晶体结构晶体结构特征（1）晶格尺寸：可用晶格常数表达（2）晶胞原子数：一个晶胞内所包含的原子数目（3）原子半径：晶胞中

3、原子密度最大的方向上相邻的两个原子之间平衡距离的一半（4）配位数：晶格中与任一原子处于相等距离并相距最近的原子数目。（5）致密度：晶胞中原子本身所占有的体积与该晶胞体积之比的百分数第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构2.典型的晶体结构体心立方晶格晶格常数：a(a=b=c)原子半径：体心立方晶格原子个数：2配位数：8致密度：0.68常见金属：钼（Mo）、钨、钒、铬、铌、α-Fe等第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构2.典型的晶体结构面心立方晶格晶格常数：a(a=b=c)原子个数：4配位数：12致密度：0.74常见金属：-Fe、Cu、Al、Ni

4、、Au、Ag、Pt等原子半径：面心立方晶格第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构2.典型的晶体结构密排六方晶格晶格常数：底面边长a，底面间距c，c/a=1.633原子个数：6配位数：12致密度：0.74常见金属：Be、Mg、Zn、Cd、-Ti等原子半径：a/2密排六方晶格r四=0.29r原子r八=0.15r原子r四=0.225r原子r八=0.414r原子r四=0.225r原子r八=0.414r原子第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构3.金属晶体中晶面指数、晶向指数晶面指数：在晶体学中，通过晶体中心的平面叫做晶面。晶面指数确定步骤(1)以晶胞的

5、某一阵点O为原点，过原点O的晶轴为坐标轴x,y,z，以晶胞点阵矢量的长度a,b,c作为坐标轴的长度单位。(2)求出待标晶面在坐标轴上的截距。(3)取截距的倒数1/x，1/y，1/z。将这些倒数化成最简整数比ｈ：ｋ：ｌ＝1/x，1/y，1/z。(4)将h，k，l置于圆括号内，写成（hkl),则（hkl）就是待标晶面的晶面指数。晶面指数的确定第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构3.金属晶体中晶面指数、晶向指数关于晶面指数的几点说明1、晶面指数并不特指某一个晶面，而是代表着与该晶面平行的所有晶面；2、待定晶面不要通过坐标轴原点，否则会出现截距为零的情

6、况；3、一个面和它的负面是等同的，是可以通用的；4、原子排列完全相同但不平行的晶面成为晶面族。第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构3.金属晶体中晶面指数、晶向指数晶向：通过原子中心的直线晶向指数确定步骤(1)在点阵中设定参考坐标系，设置方法与确定晶面指数时相同。(2)选取该晶向上原点以外的任一点P(x，y，z)。(3)将x，y，z化成最简整数比u，v，w且u∶v∶w=x∶y∶z。。(4)将u，v，w三数置于方括号内就得到晶向指数[uvw]。晶向指数的确定第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构3.金属晶体中晶面指数、晶向指数关于晶向指数的几点说明

7、1、晶向指数也不特指某一个晶向，而是表示所有相互平行、方向一致的晶向；2、晶体中原子密度相同而空间位向不同的各组晶向可归并为一个晶向族；３、对于立方晶体，相同指数的面和方向是垂直的；４、晶向的其它求法。本章练习11、在常温下，已知铁的原子直径d=0.254nm，求铁的晶格常数,每立方厘米大约有多少个原子。2、画出下列晶面指数或晶向指数：（234），（120），（112），[210]3、画出体心立方和面心立方晶体中原子排列最密的晶面和晶向，写出它们的晶面和晶向指数并求出单位面积及单位长度上的原子数。4、立方晶系中，下列晶面、晶向表示方法是否正确？不

8、正确的请改正。（1，-1，2）（1/2，1，1/3）[-1，1.5，2][121]密排面和密排方向单位面积晶面上的原子数称晶面原子密度。