哈工大金屬學(xué)與熱處理上課課件 (13)

1、結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 原子核外電子的排布方式顯著影響材料的電、磁、光和熱性能，還影響到原子彼此結(jié)合的方式，從而決定材料的類型 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)晶態(tài)和非晶態(tài)。晶體結(jié)構(gòu)顯著影響材料的力學(xué)性能。 結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)晶粒的大小、合金相的種類、數(shù)量和分布等參數(shù) 。 結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)第一章 金屬和合

2、金的晶體結(jié)構(gòu)第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)1.1 金屬原子間的鍵合特點1.2 金屬晶體典型結(jié)構(gòu)1.3 合金相結(jié)構(gòu)1.4 金屬晶體缺陷1.1 金屬原子間的鍵合特點金屬的定義金屬是具有正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì), 通常具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、高的密度和高的光澤1.1 金屬原子間的鍵合特點原子結(jié)構(gòu)理論原子 原子核質(zhì)子(10-8cm,1836倍)(10-8cm)(10-12cm)中子(10-8cm,1838倍)電子(10-13cm)(9.110-28g)Example1-1 Calculate the number of atoms in 100g of silver.

3、(The atomic mass of silver is 107.868g/mol. Avogadros number is 6.02X1023/mol)1.1 金屬原子間的鍵合特點金屬原子的結(jié)構(gòu)特點1.1 金屬原子間的鍵合特點金屬原子的結(jié)構(gòu)特點其最外層的電子數(shù)很少，一般為12個，不超過3個。價電子1.1 金屬原子間的鍵合特點當(dāng)原子靠近到一定程度時，原子間會產(chǎn)生較強的作用力。結(jié)合力外層電子作用形式穩(wěn)定的八電子排布結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的八電子排布結(jié)構(gòu) 接受或釋放額外電子接受或釋放額外電子 共有電子共有電子 1.1 金屬原子間的鍵合特點1.1 金屬原子間的鍵合特點金屬鍵共有價電子電子云鍵無方向性和飽和性性能

4、特點：性能特點： 1)良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性；良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性； 2)正的電阻溫度系數(shù)；正的電阻溫度系數(shù)； 3)良好的強度及塑性；良好的強度及塑性； 4)特有的金屬光澤。特有的金屬光澤。1.1 金屬原子間的鍵合特點金屬鍵離子鍵共價鍵得失價電子正負(fù)離子高熔點、高硬度、低塑良好的電絕緣體等1.1 金屬原子間的鍵合特點金屬鍵離子鍵共價鍵共有電子對鍵有飽和性 高熔點、高硬度、低塑性電絕緣體等范德瓦爾鍵 1.1 金屬原子間的鍵合特點形成：形成：一個分子的正一個分子的正電荷部位與另一分子電荷部位與另一分子的負(fù)電荷部位間以微的負(fù)電荷部位間以微弱靜電引力相引而結(jié)弱靜電引力相引而結(jié)合在一起稱為分子鍵。合在一起

5、稱為分子鍵。 特性：特性：分子晶體因分子晶體因其結(jié)合鍵能很低，所其結(jié)合鍵能很低，所以其熔點很低，硬度以其熔點很低，硬度也低。但其絕緣性良也低。但其絕緣性良好。好。1.1 金屬原子間的鍵合特點結(jié)合鍵的特性結(jié)合鍵的特性問題：金屬原子為什么趨于規(guī)則排列？1.1 金屬原子間的鍵合特點結(jié)合力與結(jié)合能以雙原子模型為例（NaCl）吸引力：正離子與負(fù)離子（電子云）間靜電引力， 長程力排斥力：正離子間，電子間的作用力， 短程力結(jié)合力吸引力排斥力;結(jié)合能吸引能排斥能2210)(rqZqZkFC1.1 金屬原子間的鍵合特點Where Fc is the coulombic force of attraction b

6、etween two oppositely charged ions, r is the separation distance between the centers of the ions, Z is the valence of the charged ion, q is the charge of a single electron(0.16x10-18C),and k0 is a proportionality constant(9x109V.m/C)1.1 金屬原子間的鍵合特點/rreFWhere Fc is repulsive force, and are experimentally determined constants for a given ion pair.1.1 金屬原子間的鍵合特點結(jié)合力與結(jié)合能1.1 金屬原子間的鍵合特點結(jié)合力與結(jié)合能原子間必須保持一定的平衡距離，這是固態(tài)金屬中的原子趨于規(guī)則排列的重要原因。1.1 金屬原子間的鍵合特點1.1 金屬原子間的鍵合特點Example1-2(1) Calculate coulombic force of attraction betwe