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1、关于典型金属的晶体结构关于典型金属的晶体结构_ppt第一页，讲稿共二十九页哦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 第二页，讲稿共二十九页哦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 第三页，讲稿共二十九页哦u密排六方（密排六方（hexagonal close
2、-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 第四页，讲稿共二十九页哦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、晶胞中的原子数第五页，讲稿共二十九页哦体心立方体心立方 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第六页，讲稿共二十九页哦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密程度。u配位数配位数（
3、coordination number，CN）：晶体结构中任一原子周）：晶体结构中任一原子周围最近且等距离的原子数。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。第七页，讲稿共二十九页哦u体心立方配位数为体心立方配位数为868.0)43(34233aaVnvK第八页，讲稿共二十九页哦u面心立方配位数为面心立方配位数为1274.0)42(34433aaVnvK第九页，讲稿共二十九页哦u密排六方配位数为密排六方配
4、位数为1274.023)2(34633aaVnvK第十页，讲稿共二十九页哦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第十一页，讲稿共二十九页哦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，是纯金属中最密集的，是纯金属中最密集的结构；结构；u面心立方与密排六方虽然晶体结构不同，但配位数与致密度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方式；却相同，为搞清其原因，必须研究晶体中原子的堆垛方
5、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，但堆垛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。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第十二页，讲稿共二十九页哦第十三页，讲稿共二十九页哦ABAABCA第十四页，讲稿共二十九页哦图图 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第十五页，讲稿共二十九页哦图图 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第十六页，讲稿共二十九页哦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目v四面体间隙半径四面体间隙半径122164n4345aarB第十七页
6、，讲稿共二十九页哦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第十八页，讲稿共二十九页哦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第十九页，讲稿共二十九页哦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第二十页，讲稿共二十九页哦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第二十一页，讲稿共二十九页哦面心立方结构中间隙的刚球模型四面体间隙面心立方结构中间隙的刚球模型四面体间隙第二十二页，讲稿共二十九页哦第二十三页，讲稿共二十九
7、页哦第二十四页，讲稿共二十九页哦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，因为它的结构，因为它的间隙较多。因此，碳、氮、氢、氧、硼等的间隙较多。因此，碳、氮、氢、氧、硼等原子半径较小的元素（即原子半径较小的元素（即间隙原子）在间隙原子）在bcc金属中的扩散速率往往比在金属中的扩散速率往往比在fcc及及hcp金属中高得金属中高得多多。u(2)fcc和和hcp金属中的八面体间隙大于四面体间隙，故这些金属中金属中的八面体间隙大于四面体间隙，故这些金属中的间隙原子往往位于八面体间隙中。的间隙原子往往位于八面体间隙中。u(3)f
8、cc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。第二十五页，讲稿共二十九页哦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不有些固态金属在不同温度和压力下具有不同的晶体结构。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具同素异构转变对于金属能否通过
9、热处理来改变性能具有重要意义。有重要意义。第二十六页，讲稿共二十九页哦思考题思考题 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，而面心立方铁的埃，而面心立方铁的点阵参数是点阵参数是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 第二十七页，讲稿共二十九页哦本节小结本节小结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原子数 点阵常数与原子半径点阵常数与原子半径 配位数和致密度配位数和致密度2、晶体中的原子堆垛方式、晶体中的原子堆垛方式3、晶体中的间隙、晶体中的间隙4、晶体的多晶型性、晶体的多晶型性第二十八页，讲稿共二十九页哦感谢大家观看感谢大家观看9/5/2022第二十九页，讲稿共二十九页哦