金屬晶體結構的基本知識

2022-06-10 08:42:06 字數 1282 閱讀 2311

為了便於研究金屬的結構,假定,以金屬為原子是靜止的;金屬原子外形視為乙個小球,晶體由這些小球按一定的規律在空間緊緊地排列而成。把這些小球用線條連線起來,得到了乙個空間格架,這種用線條連線起來的空間格架稱為晶格,如圖2-1(b)所示。晶格的最小幾何組成單元稱為晶胞,如圖2-1(c)所示。

晶胞中各稜邊的長度稱為晶格常數,單位用a來表示(1a=10-8cm)。晶胞是晶格中的乙個具有代表性的結構單元,所以研究金屬晶體結構只需研究晶胞的特徵。由於原子的排列方式不同,便組成不同的晶格型別,晶格的型別有很多種,常見的有以下三種:

(一)體心立方晶格

體心立方晶格的晶胞如圖2-2所示,它的晶胞形狀是乙個立方體,三個邊長相等並且互相垂直。晶格常數。a=b=c,晶胞間的夾角α=β=γ=90",原子分布在立方體的八個角上,由於晶體是由許多晶胞堆積而成,因此,體心立方晶胞八個角上的原子同屬於與其相鄰的八個晶胞共有,每個晶胞實際上只占有1/8個原子。

在立方體的中心還有乙個該晶胞獨有的原子,所以原子數為1/8x 8+1=2(個)。

體心立方晶格的致密度約為0.68(致密度是晶胞中原子所佔的體積與晶胞體積之比)。室溫時a-fe的晶格常數為2.866a,原子半徑為1.23a,約有二十多種金屬具有體心立方晶格。純鐵在910~c以下就是體心立方晶格,稱為。

鐵。具有這種晶格的金屬有:鐵(a-fe)、鎢(w)、鉬(mo)、釩(v)、鉻(cr)等。

這類金屬一般都具有較好的強度和塑性。

(二)麵心立方品格

麵心立方晶格的晶胞如圖2-3所示,和體心立方晶格一樣,它的晶(考試大)胞形狀是乙個立方體,三個邊長相等並互為垂直,晶格a=b=c,晶胞間夾角α=β=γ=90",原子分布在立方體的八個角上,其晶胞八個角上的每個原子為八個相鄰晶胞共有,在立方體六個面中心也各有乙個原子,則只屬於相鄰兩個晶胞共有。原子數為1/8x 8+1/3x6=4(個),麵心立方晶格的致密度約為0.74。910℃時的7-fe的晶格常數為3.643.,原子半徑為1.228a。

約有二十多種金屬具有麵心晶格。純鐵在910~1390℃之間,具有麵心立方晶格,稱為y鐵。具有這種晶格的金屬有鋁(a1)、銅(cu)、鎳(ni)、鐵(y-fe)等。

這類金屬的塑性都較好。

(三)密排六方晶格

密排六方晶格的晶胞如圖2-4所示,它的晶胞形狀是—個正六角柱體,在六角柱體的十二個角上各有—個原子,每個原子為相鄰的六個晶胞所共有,上底和下底各有乙個原子,為相鄰兩個晶胞所共有,在六柱體的中心還有三個原子,為該晶胞所獨有,原子數為1/6x12+1/3x2+3=6(個),密排六方晶格的致密度約為0.74,約有三十餘種金屬具有密排六方晶(考試大)格。具有這種品格型別的金屬有:鎂(噸)、鋅(n))、鈹(be)、鈦(a-ti)等。

3 1金屬的晶體結構

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