哈工大金属学补习班课件8教学教材.ppt

密排六方晶格参数 §1.2 金属晶体典型结构 晶面及晶向的原子密度 不同晶体结构中不同晶面、不同晶向上的原子排列方式和排列紧密程度是不一样的。下页的两个表给出了体心立方晶格和面心立方晶格中各主要晶面、晶向上的原子排列方式和紧密程度。 §1.2 金属晶体典型结构 堆垛方式 堆垛方式 晶向 1.2材料的原子排列 §1.2 金属晶体典型结构 晶向指数 1.2材料的原子排列 晶向指数的确定方法 ①建立以晶胞的边长作为单位长度的右旋坐标系。 ②定出该晶向上任两点的坐标。 ③用末点坐标减去始点坐标。 ④将相减后所得结果约成互质整数，加一方括号。 §1.2 金属晶体典型结构 晶面及晶面指数 晶面指数的确定方法 ①在以晶胞的边长作为单位长度的右旋坐标系中取该晶面在各坐标轴上的截距。 ②取截距的倒数。 ③将倒数约成互质整数，加一圆括号。 §1.2 金属晶体典型结构 晶带和晶带轴 平行于或者相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带，而该直线叫做晶带轴。 晶带与晶带轴 六方晶系 §1.2 金属晶体典型结构 晶体的各向异性 多晶型转变 1.3 金属的典型晶体结构 当外部的温度和压强改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变，称之为多晶型转变，又称为同素异构转变 计算在912℃ γ-Fe → α-Fe时的体积变化率。 合金 两种或两种以上金属元素，或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质 组元 组成合金最基本的独立的物质，通常组元就是组成合金的元素。 相 是合金中具有同一聚集状态、相同晶体结构，成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分 §1.3 合金相结构 固溶体 中间相(金属化合物) 间隙固溶体 置换固溶体 相 §1.3 合金相结构 固溶体 §1.3 合金相结构 合金的组元通过溶解形成一种成分及性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相，称为固溶体。与固溶体结构相同的组元为溶剂，另一组元为溶质。 固溶体的分类 ⑴按溶质原子在溶剂晶格中的位置，固溶体可分为置换固溶体与间隙固溶体两种。 间隙固溶体 置换固溶体 §1.1 金属原子间的键合特点 金属键 离子键 共价键 得失价电子→正负离子→ ①高熔点、高硬度、低塑 ②良好的电绝缘体等 §1.1 金属原子间的键合特点 金属键 离子键 共价键 共有电子对→键有饱和性→ ①高熔点、高硬度、低塑性 ②电绝缘体等 范德瓦尔键 §1.1 金属原子间的键合特点 形成：一个分子的正电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结合在一起称为分子键。 特性：分子晶体因其结合键能很低，所以其熔点很低，硬度也低。但其绝缘性良好。 离子键 共价键 金属键 结构特点 方向性不明显，配位数大 方向性明显，配位数小，密度小 无方向性，配位数大，密度大 力学性能 强度高，劈裂性良好，硬度大 强度高，硬度大 有各种强度，有塑性 热力性质 熔点高，膨胀系数小，熔体中有离子存在 熔点高，膨胀系数小，熔体中有的含有分子 有各种熔点，导热性好，液态的温度范围宽 电学性质 绝缘体，熔体为导体 绝缘体，熔体为非导体 导电体（自由电子） 光学性质 与各构成离子的性质相同，对红外线的吸收强，多是无色或浅色透明的 折射率大，同气体的吸收光谱很不同 不透明，有金属光泽 §1.1 金属原子间的键合特点 结合键的特性 §1.1 金属原子间的键合特点 §1.1 金属原子间的键合特点 结合力与结合能 原子间必须保持一定的平衡距离，这是固态金属中的原子趋于规则排列的重要原因。 材料的原子排列 非晶态 原子排列短程有序或无序 §1.2 金属晶体典型结构 非晶体的特点是：①结构无序；②物理性质表现为各向同性；③没有固定的熔点；④热导率（导热系数）和膨胀性小； §1.2 金属晶体典型结构 晶体 基元在三维空间呈规律性排列 长程有序 单个的原子、离子、分子或彼此等同的原子群或分子群等。 晶体的主要特点是：①结构有序；②物理性质表现为各向异性；③有固定的熔点；④在一定条件下有规则的几何外形。 §1.2 金属晶体典型结构 空间点阵 是一个几何概念，它由一维、二维或三维规则排列的阵点组成。 §1.2 金属晶体典型结构 刚球模型→用刚球代表空间排列的原子 晶格→刚球抽象为质点，构成空间格架 晶胞→保持点阵几何特征的基本单元 §1.2 金属晶体典型结构 布拉菲在1948年根据“每个阵点环境相同”的要求，用数学分析法证明晶体的空间点阵只有14种，称为布拉菲点阵，分属7个晶系。 §1.2 金属晶体典型结构 晶系 轴(棱边)之间的夹角 三斜晶系 单斜晶系 斜方晶系 正方晶系 菱方晶系 六