金屬材料基礎知識的02課件

1、金屬材料基礎12 金屬材料基礎金屬材料基礎22.1 晶體的結構2.2 晶體中的缺陷 2.3 金屬的結晶2.4 金屬的塑性變形和再結晶2.5 二元合金的微觀相結構和相圖金屬材料基礎32.1.1 7種晶系和14種晶格 大多數工程材料是晶體結構 即：材料的原子規(guī)則并重復排列。2.1 晶體的結構金屬材料基礎42.1.1.1 晶格和晶胞晶體結構/晶格 晶體的有些性能取決于材料的晶體結構，即原子、離子或者分子的特殊排列方式。 全部原子種類的晶體結構類型非常多，從簡單的金屬晶體，到復雜的陶瓷或高聚物晶體。2022/9/20金屬材料基礎5有時，術語 “晶格”常用于描述晶體結構中； 此處“晶格”意味著與原子位置

2、或者球體中心一致的三維點的排列，在這里原子或者離子被認為是有明確直徑的固體球。2022/9/20金屬材料基礎6晶胞 晶體中原子順序顯示出了排列的重復性。因此，為了描述晶體結構，從晶格中取出一個具有整個晶體全部幾何特征的最小幾何單元稱為晶胞。2022/9/20金屬材料基礎72022/9/20金屬材料基礎8基本晶胞abc圖 2.2 典型晶胞的幾何形狀2022/9/20金屬材料基礎9a, b, c, ,定義為晶體結構的晶格參數。a, b, c三條棱長，單位是 或者 nm, 1nm=10 。 , , 三條棱邊夾角。在晶體學中，晶體的分類常常是根據晶胞的外形，也就是棱長和棱邊夾角進行的。因晶格形式和晶格

3、常數不同，可將所有的晶體分為7種晶系和14種晶格。2022/9/20金屬材料基礎10晶系和布喇菲點陣表2.1 7種晶系和14種晶格aaaaaaaaa序號布拉菲點陣晶系棱邊長度與夾角的關系簡圖1簡單立方立方2體心立方（bcc）3面心立方（fcc）2022/9/20金屬材料基礎11aac4簡單四方四方5體心四方aca2022/9/20金屬材料基礎12abcabcabcabc6簡單正交正交7底心正交8體心正交9面心正交2022/9/20金屬材料基礎13aca10簡單菱方菱方11簡單六方（密排六方）六方2022/9/20金屬材料基礎14acbacbacb12簡單單斜單斜13底心單斜14簡單三斜三斜20

4、22/9/20金屬材料基礎157種晶系：立方、四方、 正交、菱方、六方、單斜、三斜。14種晶格：簡單立方、體心立方、面心立方、簡單四方、體心四方、簡單正交、底心正交、體心正交、面心正交、簡單菱方、密排六方、簡單單斜、底心單斜、簡單三斜。總結一下：7種晶系和14種晶格2022/9/20金屬材料基礎16研究表明，絕大多數金屬的微觀結構屬于三種典型的結構：體心立方、面心立方和密排六方晶體結構。體心立方：Mo、Nb、Cr、W、V、-Fe等。面心立方：Al、Cu、Ni、Pb、-Fe等。密排六方 ：Zn、Mg、Be等。2.1.1.2 金屬晶體的典型晶胞2022/9/20金屬材料基礎17圖 2.3 體心立方

5、晶體結構(a) 原子堆積表示2022/9/20金屬材料基礎18圖2.3 體心立方晶體結構(b) 硬球表示的晶胞2022/9/20金屬材料基礎19圖 2.3 體心立方晶體結構(c) 簡化球表示的晶胞2022/9/20金屬材料基礎20圖 2.4 面心立方晶體結構(a) 原子堆積表示2022/9/20金屬材料基礎21圖 2.4 面心立方晶體結構(b) 硬球表示的晶胞2022/9/20金屬材料基礎22圖 2.4 面心立方晶體結構(c) 簡化球表示的晶胞2022/9/20金屬材料基礎23圖 2.5 密排六方晶體結構(a) 原子堆積表示2022/9/20金屬材料基礎24圖 2.5 密排六方晶體結構(b) 簡化球表示的晶胞2022/9/20金屬材料基礎252.1.1.3 陶瓷結構與金屬相比，陶瓷化合物化學組成更具多樣性。該多樣性反映在它們的晶體結構中。2022/9/20金屬材料基礎262022/9/20金屬材料基礎272022/9/20金屬材料基礎28圖 2-8 氟石 (CaF2) 晶胞： (a)離子位置； (b) 離子全尺寸2022/9/20金屬材料基礎292022/9/20金屬材料基礎302022/9/20金屬材料基礎312.1.1.4 高聚物結構與金屬