金属(jīnshǔ)及合金的晶体结构第一节晶体(jīngtǐ)的基本知识一、晶体(jīngtǐ)与非晶体(jīngtǐ)金属晶体(jīngtǐ)模型晶体与非晶体的性能(xìngnéng)区别晶体(jīngtǐ)与非晶体(jīngtǐ)的转变二、金属键金属键三、金属(jīnshǔ)晶体结构基础知识/晶胞：空间点阵中能代表原子排列规律的最小的几何单元称之为晶胞，是构成空间点阵的最基本单元。选取原则：能够充分反映空间点阵的对称性；相等的棱和角的数目最多；具有尽可能多的直角；体积最小。晶格常数三个棱边(lénꞬbiān)的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。第二节金属(jīnshǔ)的晶体结构布拉菲点阵7个晶系，14种点阵。大部分（2/3）的金属属于(shǔyú)三种典型的晶体结构。一、典型晶体结构及其几何(jǐhé)特征1、体心立方(lìfāng)晶格（BCC）原子排列(páiliè)方式/常见(chánꞬjiàn)金属原子(yuánzǐ)个数原子(yuánzǐ)半径配位(pèiwèi)数致密度(mìdù)间隙(jiànxì)半径原子排列方式常见金属原子个数原子半径配位(pèiwèi)数致密度间隙半径原子排列(páiliè)方式/常见(chánꞬjiàn)金属原子(yuánzǐ)半径配位(pèiwèi)数致密度(mìdù)间隙(jiànxì)半径3、密排六方晶格(jīnꞬꞬé)（HCP）原子(yuánzǐ)排列方式/常见(chánꞬjiàn)金属原子(yuánzǐ)个数原子(yuánzǐ)半径致密度：0.74(74%)配位(pèiwèi)数：12空隙半径：四面体空隙其半径为:r四=0.225r原子八面体空隙其半径为:r八=0.414r原子二、晶面指数(zhǐshù)和晶向指数(zhǐshù)的标定（1）晶向指数的标定a建立坐标系。确定原点（阵点）、坐标轴和度量单位（棱边）。b求坐标。u’,v’,w’。c化整数。u,v,w.d加[]。[uvw]。说明：a指数意义：代表相互平行(píngxíng)、方向一致的所有晶向。b负值：标于数字上方，表示同一晶向的相反方向。晶向族（2）晶面指数的标定(biāodìnɡ)a建立坐标系：确定原点（晶面外）、坐标轴和度量单位。b量截距：x,y,z。c取倒数：h’,k’,l’。d化整数：h,k,k。e加圆括号：(hkl)。说明：指数意义：代表(dàibiǎo)一组平行的晶面；0的意义：面与对应的轴平行；平行晶面：指数相同，或数字相同但正负号相反；晶面族若晶面与晶向垂直，则u=h,k=v,w=l，也就是指数(zhǐshù)相同。（3）六方系晶向指数和晶面指数六方晶系采用四指数方法表示晶面和晶向。水平坐标轴选取(xuǎnqǔ)互相成120°夹角的三坐标轴a1、a2和a3,垂直轴为c轴(图1-9)。晶面表示为(hkil),晶面族为{hkil},晶向表示为[uvtw],晶向族为<uvtw>。六方晶系的几个主要晶面和晶向的表示如图所示。（3）六方系晶向指数(zhǐshù)和晶面指数(zhǐshù)三、密排面和密排方向(fāngxiàng)四、同素异构转变(zhuǎnbiàn)铁的同素异构转变(zhuǎnbiàn)五、单晶体与多晶体单晶体与多晶体第三节合金(héjīn)的相结构一、基本概念2相合金中结构相同、成分和性能(xìngnéng)均一的组成部分。3组织：由不同形态、大小、数量和分布的相组成的综合体。如单相、两相、多相合金。金属及的组织一般(yībān)应用显微镜才能看到，所以常称显微组织。/4相的分类合金中的相按结构可分为：固溶体和金属化合物。固溶体：晶体结构与其(yǔqí)某一组元相同的相。金属化合物：组元之间形成的新相，其结构不同于任何组元。二、固溶体2、分类按溶质原子在溶剂晶格中的位置,固溶体可分为置换固溶体与间隙固溶体两种。按溶质原子在溶剂中的溶解度，固溶体可分为有限固溶体和无限(wúxiàn)固溶体两种。按溶质原子在固溶体中分布是否有规律，固溶体分无序固溶体和有序固溶体两种。在一定条件(如成分、温度等)下，一些合金的无序固溶体可转变为有序固溶体。这种转变叫做有序化。二、固溶体二、固溶体二、固溶体二、固溶体二、固溶体/二、固溶体纯铜的σb为220MPa,硬度为40HBS,断面收缩率ψ为70%。当加入1%镍形成单相固溶体后,强度升高到390MPa,硬度升高到70HBS,而断面收缩率仍有50%。所以固溶体的综合(zōnghé)机械性能很好,常常作为合金的基体相。固溶体与纯金属相比,物理性能有较大的变化,如电阻率上升,导电率下降,磁矫顽力增大。三、金属(jīnshǔ)化合物三、金属(jīnshǔ