项目二 晶体结构与结晶

项目2材料(cáiliào)的结构物质由原子组成。原子的结合方式和排列方式决定了物质的性能。原子、离子、分子之间的结合力称为结合键。它们(tāmen)的具体组合状态称为结构。C60任务一晶体结构与缺陷共二十六页先导(xiāndǎo)案例水晶（如左图）是晶体，普通(pǔtōng)玻璃（如右图）是非晶体，它们的原子排列方式、性能有何异同。共二十六页一、晶体结构的基本概念金属的结构晶态非晶态SiO2的结构1、晶体与非晶体晶体是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主要以晶体形式存在。晶体具有各向异性(ɡèxiànɡyìxìnɡ)。非晶体是指原子呈无序排列的固体。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。共二十六页2、晶格(jīnɡɡé)与晶胞⑴晶格：用假想的直线将原子中心(zhōngxīn)连接起来所形成。的三维空间格架。直线的交点（原子中心）称结点。由结点形成的空间点的阵列称空间点阵共二十六页⑵晶胞：能代表晶格原子(yuánzǐ)排列规律的最小几何单元。共二十六页二、金属(jīnshǔ)的晶体结构1、纯金属的晶体结构金属原子是通过正离子与自由电子的相互作用而结合的，称为金属键。金属原子趋向于紧密(jǐnmì)排列。价电子云正离子金属键示意图具有良好的导热性、导电性、延展性及金属光泽。常见纯金属的晶格类型有体心立方(bcc)、面心立方(fcc)和密排六方(hcp)晶格。共二十六页⑴

体心(tǐxīn)立方晶格共二十六页体心(tǐxīn)立方晶格共二十六页体心(tǐxīn)立方晶格的参数共二十六页⑵面心立方(lìfāng)晶格共二十六页面心立方(lìfāng)晶格共二十六页面心立方晶格(jīnɡɡé)的参数共二十六页⑶密排六方晶格(jīnɡɡé)共二十六页密排六方晶格(jīnɡɡé)的参数共二十六页2、实际(shíjì)金属的晶体结构纯铁组织晶粒示意图⑴单晶体与多晶体单晶体：其内部晶格方位完全一致的晶体。多晶体：由很多具有相同排列方式但位向不一致的很多小晶粒组成(zǔchénɡ)的则称为多晶体晶粒：实际使用的金属材料是由许多彼此方位不同、外形不规则的小晶体组成，这些小晶体称为晶粒。共二十六页沿晶断口铅锭宏观组织共二十六页晶界：晶粒之间的交界面。晶粒越细小(xìxiǎo)，晶界面积越大。多晶体：由多晶粒组成的晶体结构。光学金相显示的纯铁晶界多晶体示意图共二十六页⑵晶体缺陷晶格的不完整部位称晶体缺陷。实际金属中存在着大量(dàliàng)的晶体缺陷，按形状可分三类，即点、线、面缺陷。共二十六页①点缺陷

空间(kōngjiān)三维尺寸都很小的缺陷。空位(kōnɡwèi)间隙原子置换原子共二十六页a.

空位：晶格(jīnɡɡé)中某些缺排原子的空结点。b.

间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。可以是基体金属原子，也可以是外来原子。共二十六页c.

置换原子：

取代原来原子位置的外来原子称置换原子。点缺陷破坏(pòhuài)了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，称晶空位间隙原子大置换原子小置换原子格畸变(jībiàn)。从而使强度、硬度提高，塑性、韧性下降。共二十六页空位和间隙原子(yuánzǐ)引起的晶格畸变共二十六页②线缺陷—晶体(jīngtǐ)中的位错位错：晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移，滑移面上滑移区与未刃型位错

螺型位错滑移(huáyí)区的交界线称作位错。分为刃型位错和螺型位错。共二十六页刃型位错刃位错的形成(xíngchéng)共二十六页③面缺陷—晶界与亚晶界晶界是不同位向晶粒的过度部位而每个晶粒有时又由若干个位向稍有差异(chāyì)的亚晶粒所组成,相邻亚晶粒间的界面称为亚晶界共二十六页内容(nèiróng)总结项目2材料的结构。原子的结合方式和排列方式决定了物质的性能。水晶（如左图）是晶体，普通玻璃（如右图）是非晶体，它们的原子排列方式、性能有何异同。由结点形成的空间点的阵列称空间点阵。金属原子是通过正离子与自由电子的相互作用而结合的，称为金属键。常见纯金属