典型金属的晶体结构_ppt

1、关于典型金属的晶体结构关于典型金属的晶体结构_ppt现在学习的是第一页，共29页u体心立方（体心立方（bcc，body-centered cubic）体心立方晶胞示意图体心立方晶胞示意图（a）刚球模型；（）刚球模型；（b）质点模型；（）质点模型；（c）晶胞中原子数示意图）晶胞中原子数示意图 现在学习的是第二页，共29页u面心立方（面心立方（fcc，face-centered cubic）面心立方晶胞示意图面心立方晶胞示意图（a）刚球模型；（）刚球模型；（b）质点模型；（）质点模型；（c）晶胞中原子数示意图）晶胞中原子数示意图 现在学习的是第三页，共29页u密排六方（密排六方（hexagonal

2、 close-packed，hcp）密排六方晶胞示意图密排六方晶胞示意图（a）刚球模型；（）刚球模型；（b）质点模型；（）质点模型；（c）晶胞中原子数示意图）晶胞中原子数示意图 现在学习的是第四页，共29页21818n体心立方体心立方4216818n面心立方面心立方632126112n密排六方密排六方一、晶胞中的原子数一、晶胞中的原子数现在学习的是第五页，共29页体心立方体心立方 面心立方面心立方 密排六方密排六方43ar 42ar 2ar 二、点阵常数与原子半径二、点阵常数与原子半径现在学习的是第六页，共29页u配位数和致密度定量地表示原子排列的紧密程度。配位数和致密度定量地表示原子排列的紧

3、密程度。u配位数配位数（coordination number，CN）：晶体结构中任一原子）：晶体结构中任一原子周围最近且等距离的原子数。周围最近且等距离的原子数。u致密度致密度（K）：晶胞中原子所占的体积分数，）：晶胞中原子所占的体积分数，VnvK 三、配位数与致密度三、配位数与致密度式中，式中，n为晶胞原子数，为晶胞原子数，v原子体积，原子体积，V晶胞体积。晶胞体积。现在学习的是第七页，共29页u体心立方配位数为体心立方配位数为868. 0)43(34233aaVnvK现在学习的是第八页，共29页u面心立方配位数为面心立方配位数为1274. 0)42(34433aaVnvK现在学习的是第九

4、页，共29页u密排六方配位数为密排六方配位数为1274. 023)2(34633aaVnvK现在学习的是第十页，共29页0.74126密排六方密排六方0.74124面心立方面心立方0.6882体心立方体心立方致密度致密度配位数配位数原子数原子数原子半径原子半径ar43ar21ar42现在学习的是第十一页，共29页u面心立方和密排六方结构的致密度均为面心立方和密排六方结构的致密度均为0.74，是纯金属中最密，是纯金属中最密集的结构；集的结构；u面心立方与密排六方虽然晶体结构不同，但配位数与致面心立方与密排六方虽然晶体结构不同，但配位数与致密度却相同，为搞清其原因，必须研究晶体中原子的堆垛密度却相

5、同，为搞清其原因，必须研究晶体中原子的堆垛方式；方式；u面心立方与密排六方的最密排面原子排列情况完全相同面心立方与密排六方的最密排面原子排列情况完全相同，但堆垛方式不一样。，但堆垛方式不一样。2.2 晶体中的原子堆垛方式晶体中的原子堆垛方式现在学习的是第十二页，共29页现在学习的是第十三页，共29页ABAABCA现在学习的是第十四页，共29页图图 面心立方晶格密排面的堆垛方式面心立方晶格密排面的堆垛方式现在学习的是第十五页，共29页图图 密排六方晶格密排面的堆垛方式密排六方晶格密排面的堆垛方式现在学习的是第十六页，共29页2.3 晶体结构中的间隙晶体结构中的间隙v四面体间隙的数目四面体间隙的数

6、目v四面体间隙半径四面体间隙半径122164n4345aarB现在学习的是第十七页，共29页v八面体间隙的数目八面体间隙的数目v八面体间隙半径八面体间隙半径64112216n432aarB现在学习的是第十八页，共29页v四面体间隙的数目四面体间隙的数目v四面体间隙半径四面体间隙半径8n4243aarB现在学习的是第十九页，共29页v八面体间隙的数目八面体间隙的数目v八面体间隙半径八面体间隙半径441121n422aarB现在学习的是第二十页，共29页面心立方结构中间隙的刚球模型八面体间隙面心立方结构中间隙的刚球模型八面体间隙现在学习的是第二十一页，共29页面心立方结构中间隙的刚球模型四面体间隙

7、面心立方结构中间隙的刚球模型四面体间隙现在学习的是第二十二页，共29页现在学习的是第二十三页，共29页现在学习的是第二十四页，共29页u几点说明几点说明:u(1)fcc和和hcp都是密排结构，而都是密排结构，而bcc则是比较则是比较“开放开放”的结构，的结构，因为它的间隙较多。因此，碳、氮、氢、氧、硼等因为它的间隙较多。因此，碳、氮、氢、氧、硼等原子半原子半径较小的元素（即间隙原子）在径较小的元素（即间隙原子）在bcc金属中的扩散速率往往比金属中的扩散速率往往比在在fcc及及hcp金属中高得多金属中高得多。u(2)fcc和和hcp金属中的八面体间隙大于四面体间隙，故这些金属金属中的八面体间隙大

8、于四面体间隙，故这些金属中的间隙原子往往位于八面体间隙中。中的间隙原子往往位于八面体间隙中。u(3)fcc和和hcp中的八面体间隙远大于中的八面体间隙远大于bcc中的八面体或四面体间隙，中的八面体或四面体间隙，因而因而间隙原子在间隙原子在fcc和和hcp中的固溶度往往比在中的固溶度往往比在bcc中大得多中大得多。现在学习的是第二十五页，共29页2.4 晶体的多晶型性晶体的多晶型性 多晶型性：多晶型性：有些固态金属在不同温度和压力下具有些固态金属在不同温度和压力下具有不同的晶体结构。有不同的晶体结构。 转变的产物称为同素异构体。转变的产物称为同素异构体。 在多晶型性转变过程中伴随有体积的突变。在

9、多晶型性转变过程中伴随有体积的突变。 同素异构转变对于金属能否通过热处理来改变性能同素异构转变对于金属能否通过热处理来改变性能具有重要意义。具有重要意义。现在学习的是第二十六页，共29页思考题思考题 试计算体心立方铁受热而变为面心立方铁时出现的体积变化。试计算体心立方铁受热而变为面心立方铁时出现的体积变化。在转变温度下，体心立方铁的点阵参数是在转变温度下，体心立方铁的点阵参数是2.863埃，而面心立方铁埃，而面心立方铁的点阵参数是的点阵参数是3.591埃。埃。 %34. 1%100863. 22863. 22591. 3%333V这表明铁在加热到一定温度时出现收缩这表明铁在加热到一定温度时出现收缩 现在学习的是第二十七页，共29页本节小结本节小结1、典型金属的晶体结构、典型金属的晶体结构 bcc, fcc, hcp 晶胞中的原子数晶胞中的