工程材料3金属学基础-晶体结构

1、 金属的概念金属的概念 金属是具有金属是具有正的电阻温度系数正的电阻温度系数的物质，其电阻随温的物质，其电阻随温度的升高而增加；非金属电阻温度系数为负值。度的升高而增加；非金属电阻温度系数为负值。 结构特点：结构特点： 原子结构理论指出，孤立的自由原子是由原子结构理论指出，孤立的自由原子是由带正电的带正电的原子核原子核和和带负电的核外电子带负电的核外电子所组成；核外电子按能所组成；核外电子按能级不同由低至高分层排列，内层电子能量低，最为级不同由低至高分层排列，内层电子能量低，最为稳定，最外层电子能量高，与核结合得弱，常称为稳定，最外层电子能量高，与核结合得弱，常称为价电子价电子。 三种结合键三

2、种结合键 离子键；共价键；金属键离子键；共价键；金属键 致使金属具有导电性（正电阻系数）、导热致使金属具有导电性（正电阻系数）、导热性（自由电子运动和正离子振动）、有光泽性（自由电子运动和正离子振动）、有光泽且不透明（电子吸收可见光能量再辐射）、且不透明（电子吸收可见光能量再辐射）、延展性（金属键没有饱和性和方向性）延展性（金属键没有饱和性和方向性） 晶体的概念晶体的概念 概念概念 两个特性两个特性 熔点和各向异性熔点和各向异性晶体晶体金刚石、金刚石、NaClNaCl、冰、冰 等。等。液体液体非晶体非晶体 ： 蜂蜡、玻璃蜂蜡、玻璃 等。等。 为了便于研究讨论晶体：为了便于研究讨论晶体：理想化理

3、想化（完整性、（完整性、原子不动）原子不动） 晶体点阵：晶体点阵：把理想的晶体原子抽象成不动的把理想的晶体原子抽象成不动的刚球，得到一个三维空间的规则点阵刚球，得到一个三维空间的规则点阵 空间点阵：空间点阵：把原子或原子群抽象成点把原子或原子群抽象成点 晶胞晶胞选取原则：反映对称性、尽可能只在六选取原则：反映对称性、尽可能只在六面体的顶点有阵点面体的顶点有阵点原子（离子）的刚球模型原子（离子）的刚球模型原子中心位置原子中心位置晶体点阵与空间点阵晶体点阵与空间点阵常见的晶体结构常见的晶体结构体心立方、面心立方、密排六方体心立方、面心立方、密排六方体心立方晶格体心立方晶格原子半径原子半径ar43有

4、铬(Cr)、钨(w)、钼(Mo)、钒(v)、铁(Fe)等 致密度晶胞体积个原子的体积268. 083面心立方晶格面心立方晶格原子半径ar42有铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、铁等。致密度晶胞体积个原子的体积474. 062密排六方晶格密排六方晶格ar21致密度晶胞体积个原子的体积674. 062有镁有镁(Mg)(Mg)、锌、锌(Zn)(Zn)、铍、铍(Be)(Be)、钛等钛等ac633. 138ac 实际金属的晶体结构实际金属的晶体结构 晶体的缺陷：点缺陷晶体的缺陷：点缺陷 是指晶格中三维尺寸都较小的点状缺陷，主要包括是指晶格中三维尺寸都较小的点状缺陷，主要包括晶格空位、间隙原子和异质原子晶格空位、间隙原子和异质原子。 晶体的缺陷：线缺陷晶体的缺陷：线缺陷 线缺陷又称线缺陷又称位错位错，是指晶体中一列或若干列原子发，是指晶体中一列或若干列原子发生有规律的错排现象。生有规律的错排现象。不含位错或含有大量位错均不含位错或含有大量位错均能使强度提高能使强度提高。 晶体的缺陷：面缺陷晶体的缺陷：面缺陷 面缺陷是晶体中二维尺寸较大，一维尺寸较小的呈面缺陷是晶体中二维尺寸较大，一维尺寸较