金工白祥第2章金材第二章1

1、21 金属的晶体结构22 纯金属的结晶第二章 金属学基础知识21 金属的晶体结构一、晶体与非晶体二、金属结构的基本知识三、金属的实际晶体结构四、晶体的缺陷 返回思考：1、为什么上面这些图片里的物质形状如此特殊？怎么形成的呢？2、体育课的时候有没有固定位置？理论课的时候呢？3、晶体是不是因为内部构造也有特殊的排列规则？4、是不是因此外型材比较特殊呢？一、晶体与非晶体非晶体气态液态固态晶体物质存在状态结构特点晶体和非晶体的对比项目晶体晶体非晶体非晶体定义原子呈有序、有规则排列的物质 原子呈无序、无规则堆积物质 典型物质石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精 、铋、锇玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶

2、性能特点具有规则的几何形状 有一定的熔点，性能呈各向异性 没有规则的几何形状 有固定的熔点，性能呈各向同性 思考。云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如下图，正确选项为( ) A.熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片 B.熔化的石蜡呈圆形的是云母片C.实验说明玻璃片各向同性是非晶体D.实验说明云母各向同性是晶体解析：玻璃是非晶体，各向同性，各个方向的传热能力相同，因此融化的石蜡呈圆形；云母片是晶体，各向异性，不同方向传热能力不同，所以融化的石墨呈椭圆形。 答案:AC返回二、金属结构的基本知识 晶格晶格为了清楚地表示晶体中原子排列的规律，将原子简化为

3、一个质点，再用假想的线将它们连接起来，形成一个能反映原子排列规律的空间格架。 晶胞晶胞晶格中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。晶格与晶胞晶格与晶胞思考：1、在手机屏幕上如何摆放才能容纳最多的硬币呢？ 2、是不是交叉摆放浪费的空间更少呢？为什么不试试呢？ 2、如果是摆篮球呢？二维空间如何向三维空间转换呢？体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 返回晶格类型晶格类型金属中原子排列的规律。三、金属的实际晶体结构单晶与多晶 晶粒晶粒组成金属的小晶体。 晶界晶界由晶粒间不规则排列的原子构成。 单晶体和多晶体单晶体和多晶体返回四、晶体的缺陷 晶体缺陷晶体缺陷由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列

4、受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。常见的晶体缺陷常见的晶体缺陷返回22 纯金属的结晶*一、纯金属的结晶过程 二、晶粒大小对金属材料的影响 三、同素异构转变 返回 结晶结晶金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。 结晶潜热结晶潜热结晶的过程中放出的热量。 一、纯金属的结晶过程 过冷度过冷度理论结晶温度和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差（T= T0 T1）。金属结晶时，冷却越快，其实际结晶的温度就越低，过冷度T也就越大。结晶冷却曲线结晶冷却曲线金属的结晶过程l思考：金属结晶时，其冷却曲线为何有一段水平线？思考：金属结晶时，其冷却曲线为何有

5、一段水平线？解析：金属结晶过程，结晶释放出来的结晶潜能补偿了向外界散失的能量，保持温度。返回二、晶粒大小对金属材料的影响 晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。晶粒的大小用单位时间、单位体积所形成的晶核数或晶粒的平均直径表示。 细化晶粒的方法：（1）增加过冷度 金属结晶过程中，过冷度越大，晶粒越细。如铸件：薄壁较细、后壁较粗，外部较细，心部较粗。（2）变质处理 在浇铸前向液态金属中加入一些细小的变质剂，以提高成核率或降低长大速度。（3）振动处理 金属在结晶时，对液态金属采取机械振动、超声波振动和电磁振动等措施，使生长中的晶枝破碎而细化，而且破碎的枝晶又可作为结晶核心，从而达到提高成核率、阻碍晶枝长大的双重目的，以细化晶粒。返回三、同素异构转变 金属的同素异构转变金属的同素异构转变在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。这也是钢能够进行热处理的理论基础。 纯铁的冷却曲线纯铁的冷却曲线19世纪末，著名物理