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1、第第2章章 材料的结构与力材料的结构与力学行为学行为第一节第一节 纯金属的晶体结构纯金属的晶体结构第二节第二节 合金的晶体结构合金的晶体结构第三节第三节 金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形与再结晶作业：作业：P61：2、9、10、111 1第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体二、常见金属的晶体结构二、常见金属的晶体结构三、金属的同素异构转变三、金属的同素异构转变四、实际金属中的晶体缺陷四、实际金属中的晶体缺陷小结小结2 2 晶体晶体 材料中的原子（离子、分子）在三维空间材料中的原子（离子、分子）在三维空间 呈规则、周期性排列。呈规则、周期性排列。非晶体非
2、晶体 ： 蜂蜡、玻璃蜂蜡、玻璃 等。等。晶体晶体金刚石、金刚石、NaClNaCl、冰、冰 等。等。 非晶体非晶体 原子无规则堆积，也称为原子无规则堆积，也称为 “ “过冷液体过冷液体” ” 。液体液体一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体3 3原子（离子）的刚球模型原子（离子）的刚球模型原子中心位置原子中心位置二、常见金属的晶体结构二、常见金属的晶体结构4 4晶胞晶胞点阵（晶格）模型点阵（晶格）模型5 5晶胞晶胞晶胞晶胞XYZabc晶格常数晶格常数a，b，c 6 6三种常见的金属晶体结构三种常见的金属晶体结构（1 1）体心立方晶格体心立方晶格bccbcc（2 2）面心立方晶格面心立方晶格fccfcc
3、（3 3）密排六方晶格密排六方晶格hcphcp7 7（1 1）体心立方晶格）体心立方晶格 bcc bcc -Fe-Fe、W W、V V、Mo Mo 等等8 8体心立方体心立方体心立方体心立方晶胞晶胞晶胞晶胞晶格常数：晶格常数：a=b=ca=b=c； = = = = =90=90 晶胞原子数：晶胞原子数：原子半径原子半径r：致密度致密度=Va /Vc=Va /Vc，其中，其中Vc:Vc:晶胞体积晶胞体积a a3 3Va:Va:原子总体积原子总体积2 2 4 4 r r3 3/3/3致密度：致密度：XYZabc2r2raa2 29 9（2 2）面心立方晶格）面心立方晶格 fcc fcc -Fe-F
4、e、CuCu、NiNi、AlAl、AuAu、AgAg 等等1010面心立方面心立方晶胞晶胞晶格常数：晶格常数：a=b=ca=b=c； = = = = =90=90 晶胞原子数：晶胞原子数：原子半径原子半径r：XYZabc密排方向密排方向4 4致密度：致密度：1111（3 3）密排六方晶格）密排六方晶格 hcp hcpC C（石墨）、（石墨）、MgMg、Zn Zn 等等晶格常数晶格常数底面边长底面边长a a底面间距底面间距c c侧面间角侧面间角120120 侧面与底面夹角侧面与底面夹角9090 晶胞原子数：晶胞原子数：原子半径原子半径r：a/2致密度：致密度：61212 三、金属的同素异构转变（
5、三、金属的同素异构转变（P71P71） 不同的温度（或压力）下，具有不同的晶体结构不同的温度（或压力）下，具有不同的晶体结构不同的温度（或压力）下，具有不同的晶体结构不同的温度（或压力）下，具有不同的晶体结构1313四、实际金属中的晶体缺陷四、实际金属中的晶体缺陷实际金属晶体结构与理想结构的偏离实际金属晶体结构与理想结构的偏离1. 1.单晶体单晶体：内部晶格位向完全一致：内部晶格位向完全一致 的晶体（理想的晶体（理想晶体）。如单晶晶体）。如单晶Si Si半导体。半导体。 多晶体多晶体：由许多位向不同的：由许多位向不同的晶粒晶粒构成的晶体。构成的晶体。单晶体单晶体（晶粒）（晶粒）多晶体多晶体14
6、142. 2.实际金属中的晶体缺陷实际金属中的晶体缺陷（1 1）点缺陷点缺陷：空位、间隙原子、异类原子：空位、间隙原子、异类原子（2 2）线缺陷线缺陷：位错：位错（3 3）面缺陷面缺陷：晶界与亚晶界：晶界与亚晶界1515（1 1）点缺陷）点缺陷如果间隙原子是其它元素就称为如果间隙原子是其它元素就称为异类原子异类原子 （杂质原子）（杂质原子）空位空位 间隙原子间隙原子1616位错位错位错位错：晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律错排的现象错排的现象错排的现象错排的现象 （2
7、 2）线缺陷）线缺陷 刃位错与螺位错刃位错与螺位错正刃型位错正刃型位错负刃型位错负刃型位错1717螺位错螺位错1818 （3 3）面缺陷）面缺陷 晶界、亚晶界晶界、亚晶界1919晶粒（单晶体）晶粒（单晶体）晶界晶界面缺陷引起晶格畸变，面缺陷引起晶格畸变，晶粒越细，则晶界越多，晶粒越细，则晶界越多，强度和塑性越高。强度和塑性越高。2020小小 结结本节重点本节重点 晶体结构的基本概念：晶体，晶格，晶胞；晶体结构的基本概念：晶体，晶格，晶胞； 三种常见的金属晶格。三种常见的金属晶格。 晶体缺陷（点、线、面缺陷类型）晶体缺陷（点、线、面缺陷类型）2121晶体中的位错属于：晶体中的位错属于：a. a. 体缺陷体缺陷 b. b. 面缺陷面缺陷 c. c. 线缺陷线缺陷d. d. 点缺陷点缺陷2222
