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1、2.2 纯金属的晶体结构 一.三种典型的金属晶体结构 面心立方结构A1或 fcc、 体心立方结构A2或 bcc 密排六方结构A3或 cp三种。 fccbcchcp 1.晶胞原子数 n面心立方结构 n n = 8*1/8 + 6 * 1/2 = 4 n体心立方结构 n n = 8*1/8 + 1 =2 密排六方结构 n n = 12*1/6 +2*1/2 +3 = 6 2.点阵常数与原子半径: 晶胞的大小一般是由晶胞的棱边长度（即a,b,c） 衡量的，它是表征晶体结构的一个重要基本参数。 如果把金属原子看作刚球，并 设其半径为R，根据几何学关系 不难求出三种典型金属晶体结 构的点阵常数与R之间的
2、关系： 面心立方结构： 点阵常数为a，原子半径为R, 最 密排方向为110,则两者关系为: 3.配位数和致密度 所谓配位数(CN)是指晶体结构中任一原子周围最近邻 且等距离的原子数； 致密度是指晶体结构中原子体积占总体积的百分比。 如以一个晶胞来计算，则致密度就是晶胞中原子体 积与晶胞体积之比值，即 式中K为致密度；n为晶胞中原子数；v是一个原子的 体积。 fcc: CN=12, K=0.74 bcc: CN=8+6, K=0.68 hcp: CN=6+6, K=0.74 4 晶体的原子堆垛方式和间隙 原子密排面在空间一层一层平行的堆垛起 来就分别构成以上三种晶体结构。 面心立方和密排六方结构
3、的致密度均为 0.74，是纯金属中最密集的结构。 面心立方结构中111晶面和密排六方结构 中0001晶面上的原子排列情况完全相 同。 面心立方和密排六方点阵中密排面 的分析 , , , , 间隙： n位于6个原子所组成的八面体中间的间隙 称为八面体间隙， n位于4个原子所组成的四面体中间的间隙 称为四面体间隙。 n图中大实心圆圈代表金属原子，令其半径 为rA；小实心圆圈代表间隙，令其半径为 rB。rB实质上是表示能放入间隙内的小球 的最大半径。 面心立方点阵中的间隙 密排六方点阵中的间隙 二. 多晶型性 n有些固态金属在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构即具有 多晶型性，转变的产物称为同素异构体。 n例如，铁在912以下为体心立方结构。称为-Fe；在912 1394具有面心立方结构，称为-Fe；温度超过1394至熔点间 又变成体心立方结构，称为Fe。由于不同晶体结构的致密度不 同，当金属由一种晶体结构变为另一种晶体结构时，将伴随有质 量体积的跃变即体积的突变。 三. 晶体结构中的原子半径 影响因素:温度、压力 结合键 配位数
