工程材料3金屬學基礎-晶體結(jié)構(gòu)

1、 金屬的概念金屬的概念 金屬是具有金屬是具有正的電阻溫度系數(shù)正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì)，其電阻隨溫的物質(zhì)，其電阻隨溫度的升高而增加；非金屬電阻溫度系數(shù)為負值。度的升高而增加；非金屬電阻溫度系數(shù)為負值。 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點： 原子結(jié)構(gòu)理論指出，孤立的自由原子是由原子結(jié)構(gòu)理論指出，孤立的自由原子是由帶正電的帶正電的原子核原子核和和帶負電的核外電子帶負電的核外電子所組成；核外電子按能所組成；核外電子按能級不同由低至高分層排列，內(nèi)層電子能量低，最為級不同由低至高分層排列，內(nèi)層電子能量低，最為穩(wěn)定，最外層電子能量高，與核結(jié)合得弱，常稱為穩(wěn)定，最外層電子能量高，與核結(jié)合得弱，常稱為價電子價電子。 三種結(jié)合鍵三

2、種結(jié)合鍵 離子鍵；共價鍵；金屬鍵離子鍵；共價鍵；金屬鍵 致使金屬具有導電性（正電阻系數(shù)）、導熱致使金屬具有導電性（正電阻系數(shù)）、導熱性（自由電子運動和正離子振動）、有光澤性（自由電子運動和正離子振動）、有光澤且不透明（電子吸收可見光能量再輻射）、且不透明（電子吸收可見光能量再輻射）、延展性（金屬鍵沒有飽和性和方向性）延展性（金屬鍵沒有飽和性和方向性） 晶體的概念晶體的概念 概念概念 兩個特性兩個特性 熔點和各向異性熔點和各向異性晶體晶體金剛石、金剛石、NaClNaCl、冰、冰 等。等。液體液體非晶體非晶體 ： 蜂蠟、玻璃蜂蠟、玻璃 等。等。 為了便于研究討論晶體：為了便于研究討論晶體：理想化理

3、想化（完整性、（完整性、原子不動）原子不動） 晶體點陣：晶體點陣：把理想的晶體原子抽象成不動的把理想的晶體原子抽象成不動的剛球，得到一個三維空間的規(guī)則點陣剛球，得到一個三維空間的規(guī)則點陣 空間點陣：空間點陣：把原子或原子群抽象成點把原子或原子群抽象成點 晶胞晶胞選取原則：反映對稱性、盡可能只在六選取原則：反映對稱性、盡可能只在六面體的頂點有陣點面體的頂點有陣點原子（離子）的剛球模型原子（離子）的剛球模型原子中心位置原子中心位置晶體點陣與空間點陣晶體點陣與空間點陣常見的晶體結(jié)構(gòu)常見的晶體結(jié)構(gòu)體心立方、面心立方、密排六方體心立方、面心立方、密排六方體心立方晶格體心立方晶格原子半徑原子半徑ar43有

4、鉻(Cr)、鎢(w)、鉬(Mo)、釩(v)、鐵(Fe)等 致密度晶胞體積個原子的體積268. 083面心立方晶格面心立方晶格原子半徑ar42有鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、鐵等。致密度晶胞體積個原子的體積474. 062密排六方晶格密排六方晶格ar21致密度晶胞體積個原子的體積674. 062有鎂有鎂(Mg)(Mg)、鋅、鋅(Zn)(Zn)、鈹、鈹(Be)(Be)、鈦等鈦等ac633. 138ac 實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)實際金屬的晶體結(jié)構(gòu) 晶體的缺陷：點缺陷晶體的缺陷：點缺陷 是指晶格中三維尺寸都較小的點狀缺陷，主要包括是指晶格中三維尺寸都較小的點狀缺陷，主要包括晶格空位、間隙原子和異質(zhì)原子晶格空位、間隙原子和異質(zhì)原子。 晶體的缺陷：線缺陷晶體的缺陷：線缺陷 線缺陷又稱線缺陷又稱位錯位錯，是指晶體中一列或若干列原子發(fā)，是指晶體中一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。不含位錯或含有大量位錯均不含位錯或含有大量位錯均能使強度提高能使強度提高。 晶體的缺陷：面缺陷晶體的缺陷：面缺陷 面缺陷是晶體中二維尺寸較大，一維尺寸較小的呈面缺陷是晶體中二維尺寸較大，一維尺寸較