金属的晶体结构与结晶ppt课件.ppt

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1、金属的晶体结构与结晶 1 一 纯金属的晶体结构 一 晶体与非晶体 1 晶体是指其组成微粒 原子或分子 呈规则排列的物质 它是固体 物质中 最多的一类 非晶体是指其组成微粒 原子或分子 呈无规则堆积在一起的物质 金属的晶体结构与结晶 2 区别 a 是否具有周期性 对称性 b 是否长程有序 c 是否有确定的熔点 d 是否各向异性 金属的结构 晶态非晶态 Si2O的结构 2 二 晶体结构的基本概念 1 晶格 如果把组成晶体的刚性质点用假想的线条连接起来 则为 一 个假想的空间格架 称为结晶格子 简称晶格 晶体中原子 离子或分子 规则排列的方式称为晶体结构 3 2 晶胞 晶胞是指组成晶格的最小几何单元

2、 晶体学参数 a b c 晶格常数 a b c 3 晶格常数 晶胞中各棱边的长度称为晶格常数 4 体心立方晶格 胞 B C C 晶格 Body Centered Cubic 体心立方晶格的晶胞中 八个原子处于立方体的角上 一个原 子处于立方体的中心 角上八个原子与中心原子紧靠 三 常见的金属晶格类型 5 体心立方晶胞特征 1 晶格常数 a b c 90 2 晶胞原子数 在体心立方晶胞中 每个角上的原子同时属于8个 相邻的晶胞 每个角上的原子属于一个晶胞仅为1 8 中心的原子完全属于这个晶胞 所以一个体心立方晶胞 所含的原子数为 2个 具有体心立方晶格的金属有钼 Mo 钨 W 钒 V 铁 Fe

3、912 等 6 面心立方晶格 胞 F C C 晶格 原子分布在立方体的八个角上和六个面的中心 面中心的原子与该面四个角上的原子紧靠 具有这种晶格的金属有铝 Al 铜 Cu 镍 Ni 金 Au 银 Ag 铁 Fe 912 1394 等 Face Centered Cubic 7 面心立方晶胞的特征 1 晶格常数 a b c 90 2 晶胞原子数 个 8 密排六方晶格 胞 H C P 晶格 十二个原子分布在六方体的十二个角上 在上下底面的中 心各分布一个原子 上下底面之间均匀分布三个原子 具有这种晶格的金属有镁 Mg 镉 Cd 锌 Zn 铍 Be 等 Close packed hexagonal

4、9 10 密排六方晶胞的特征 1 晶格常数 晶胞是一个正六棱柱体 用底面正六边形的边长a和 两底面之间的距离c来表达 两相邻侧面之间的夹角为 120 侧面与底面之间的夹角为90 2 晶胞原子数轴比 c a 11 二 金属的结晶 结晶与凝固的区别 凝固 L S S可以是非晶 结晶 一种原子排列状态 晶态或晶 态 过渡为另一种原子规则排列状态 晶态 的转变过程 一次结晶 L S晶态 二次结晶 S S晶态 12 一 纯金属的结晶 1 纯金属的冷却曲线和过冷现象 1 冷却曲线 金属结晶时温度与时间的关系曲线 称冷却曲线 曲线上水平阶段所对 应的温度称实际结晶温度T1 曲线上水平阶段是由于结晶时放出 结

5、晶潜热引起的 纯金属的冷却曲线2 过冷度 如图 液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过 冷 理论结晶温度与实际结晶温度的差 T称过冷 度 T T0 T1 过冷度大小与冷却速度有关 冷速越大 过冷度越大 13 14 2 纯金属结晶的基本过程 纯金属的结晶是依靠两个密切联系的基本过程来实现的 第一 先在 液体内部生成一批极小的晶体作为结晶核心或晶核 结晶由晶核的形成和晶核的长大两个基 本过程组成 液态金属中存在着原子排列规则的 小原子团 它们时聚时散 称为晶坯 在T0以下 经一段时间后 即孕育期 一些大尺寸的晶坯将会长大 称为晶 核 晶核形成后便向各方向生长 同时 又有新的晶核产生 晶核不断

6、形成 不 断长大 直到液体完全消失 每个晶核 最终长成一个晶粒 两晶粒接触后形成 晶界 第二 这些晶核 逐渐长大 发展到整个液体 15 表示晶粒大小的尺度叫晶 粒度 晶粒度可用晶粒的 平均面积或平均直径表示 工业生产上采用晶粒度等级来表示晶粒大小 标准晶粒度共分八级 一级最粗 八 级最细 通过100倍显微镜下的晶粒大小与标准图对照来评级 晶粒度 二 晶粒大小对金属力学性能的影响 16 三 晶体的同素异构转变 图2 16 纯铁的冷却曲线 什么叫同素异构 大多金属只有一种晶体结构 但 某些金属在不同温度和压力下呈 不同类型的晶体结构 这种现象 称为同素异构 17 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好

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