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1、金属热处理金属热处理第一页，本课件共有26页结构原子结构原子结构原子的空原子的空间排列间排列 显微组织显微组织 原子核外电子的排布方式显著影响材料的电、磁、光和热性能，还影响到原子彼此结合的方式，从而决定材料的类型 第一章 金属和合金的晶体结构第二页，本课件共有26页晶态和非晶态。晶体结构显著影响材料的力学性能。结构原子结构原子结构原子的空原子的空间排列间排列 显微组织显微组织 第一章 金属和合金的晶体结构第三页，本课件共有26页晶粒的大小、合金相的种类、数量和分布等参数。结构原子结构原子结构原子的空原子的空间排列间排列 显微组织显微组织 第一章 金属和合金的晶体结构第四页，本课件共有26页第
2、一章 金属和合金的晶体结构第五页，本课件共有26页第一章 金属和合金的晶体结构第六页，本课件共有26页第一章 金属和合金的晶体结构1.1 金属原子间的键合特点1.2 金属晶体典型结构1.3 合金相结构1.4 金属晶体缺陷第七页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点金属的定义金属是具有正的电阻温度系数的物质,通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽第八页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点原子结构理论原子 原子核质子(10-8cm,1836倍)(10-8cm)(10-12cm)中子(10-8cm,1838倍)电子(10-13cm)(9.110-28g)Examp
3、le1-1 Calculate the number of atoms in 100g of silver.(The atomic mass of silver is 107.868g/mol.Avogadros number is 6.02X1023/mol)第九页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点金属原子的结构特点第十页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点金属原子的结构特点其最外层的电子数很少，一般为12个，不超过3个。价电子第十一页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点当原子靠近到一定程度时，原子间会产生较强的作用力。结合力第十二页，本课件共有26页外层电子
4、作用形式稳定的八电子排布结构稳定的八电子排布结构 接受或释放额外电子接受或释放额外电子 共有电子共有电子 1.1 金属原子间的键合特点第十三页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点金属键共有价电子电子云键无方向性和饱和性性能特点：性能特点：1)良好的导电性及导热性；良好的导电性及导热性；2)正的电阻温度系数；正的电阻温度系数；3)良好的强度及塑性；良好的强度及塑性；4)特有的金属光泽。特有的金属光泽。第十四页，本课件共有26页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高熔点、高硬度、低塑良好的电绝缘体等第十五页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点金属键离
5、子键共价键共有电子对键有饱和性 高熔点、高硬度、低塑性电绝缘体等第十六页，本课件共有26页范德瓦尔键 1.1 金属原子间的键合特点形成：形成：一个分子的正一个分子的正电荷部位与另一分子电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结弱静电引力相引而结合在一起称为分子键。合在一起称为分子键。特性：特性：分子晶体因其分子晶体因其结合键能很低，所以结合键能很低，所以其熔点很低，硬度也其熔点很低，硬度也低。但其绝缘性良好。低。但其绝缘性良好。第十七页，本课件共有26页离子键离子键离子键离子键 共价键共价键共价键共价键 金属键金属键金属键金属键 结构特点结构特点结构特点结构特点
6、方向性不明显，配位数大方向性不明显，配位数大方向性不明显，配位数大方向性不明显，配位数大 方向性明显，方向性明显，方向性明显，方向性明显，配位数小，密度小配位数小，密度小配位数小，密度小配位数小，密度小 无方向性，配位无方向性，配位无方向性，配位无方向性，配位数大，密度大数大，密度大数大，密度大数大，密度大 力学性能力学性能力学性能力学性能 强度高，劈裂性良好，硬度大强度高，劈裂性良好，硬度大强度高，劈裂性良好，硬度大强度高，劈裂性良好，硬度大 强度高，硬度大强度高，硬度大强度高，硬度大强度高，硬度大 有各种强度，有有各种强度，有有各种强度，有有各种强度，有塑性塑性塑性塑性 热力性质热力性质热
7、力性质热力性质 熔点高，膨胀系数小，熔熔点高，膨胀系数小，熔熔点高，膨胀系数小，熔熔点高，膨胀系数小，熔体中有离子存在体中有离子存在体中有离子存在体中有离子存在 熔点高，膨胀系熔点高，膨胀系熔点高，膨胀系熔点高，膨胀系数小，熔体中有的数小，熔体中有的数小，熔体中有的数小，熔体中有的含有分子含有分子含有分子含有分子 有各种熔点，有各种熔点，有各种熔点，有各种熔点，导热性好，液态的导热性好，液态的导热性好，液态的导热性好，液态的温度范围宽温度范围宽温度范围宽温度范围宽 电学性质电学性质电学性质电学性质 绝缘体，熔体为导体绝缘体，熔体为导体绝缘体，熔体为导体绝缘体，熔体为导体 绝缘体，熔体为绝缘体，
8、熔体为绝缘体，熔体为绝缘体，熔体为非导体非导体非导体非导体 导电体（自由电子）导电体（自由电子）导电体（自由电子）导电体（自由电子）光学性质光学性质光学性质光学性质 与各构成离子的性质相同，与各构成离子的性质相同，与各构成离子的性质相同，与各构成离子的性质相同，对红外线的吸收强，多是无色对红外线的吸收强，多是无色对红外线的吸收强，多是无色对红外线的吸收强，多是无色或浅色透明的或浅色透明的或浅色透明的或浅色透明的 折射率大，同气折射率大，同气折射率大，同气折射率大，同气体的吸收光谱很不体的吸收光谱很不体的吸收光谱很不体的吸收光谱很不同同同同 不透明，有金属不透明，有金属不透明，有金属不透明，有金
9、属光泽光泽光泽光泽 1.1 金属原子间的键合特点结合键的特性结合键的特性第十八页，本课件共有26页问题：金属原子为什么趋于规则排列？第十九页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点结合力与结合能以双原子模型为例（NaCl）吸引力：正离子与负离子（电子云）间静电引力，长程力排斥力：正离子间，电子间的作用力，短程力结合力吸引力排斥力;结合能吸引能排斥能第二十页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点Where Fc is the coulombic force of attraction between two oppositely charged ions,r is the sepa
10、ration distance between the centers of the ions,Z is the valence of the charged ion,q is the charge of a single electron(0.16x10-18C),and k0 is a proportionality constant(9x109V.m/C)第二十一页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点Where Fc is repulsive force,and are experimentally determined constants for a given ion pa
11、ir.第二十二页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点结合力与结合能第二十三页，本课件共有26页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。第二十四页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点第二十五页，本课件共有26页1.1 金属原子间的键合特点Example1-2(1)Calculate coulombic force of attraction between Na+and Cl-in NaCl(rNa+=0.098nm,rCl-=0.181nm,1V.C=1J)(2)What is the repulsive force in this case?第二十六页，本课件共有26页