第一章金属的晶体结构2.ppt

三、3种典型的金属晶体结构 （1）体心立方结构 （2）面心立方结构 （3）密排六方结构 第三层原子占据A位置 ABAB……排列——hcp 第三层原子占据C位置 ABCABC……排列——fcc 四面体间隙 Tetrahedral interstitial 八面体间隙 Octahedral interstitial 四、晶向指数与晶面指数P13 课堂练习： 4) 六方晶系的晶向指数与晶面指数 采用x1、x2、x3和z四轴坐标系 问题： 晶体的各向异性？ 不同晶向上的原子紧密程度不同导致。 紧密程度不同→原子之间的距离不同 →原子之间的结合力不同 3) 晶向指数与晶面指数的关系 立方晶系而言指数数字相同的晶向与晶面相互垂直 例： [110] 与 (110) [100] 与 (100) [111] 与 (111) 晶向[uvw]位于或平行于{hkl} hu+kv+lw=0 请绘出下列晶向： 请绘出下列晶面： [001] [010] [100] [110] [112] (001) (010) (100) (110) (112) 课堂练习： x1、x2、x3轴共面，夹角120° —— 只有两个独立 晶向：[ u v t w ] －（u + v）＝ t 或 u＋v＋t＝0 晶面：( h k i l ) －（h + k）＝ i 或 h＋k＋i＝0 x1 x2 x3 z o a1 a2 a3 c o 课堂练习： 课堂练习： fcc {111} 110 111 ABC bcc {110} 111 110 AB hcp {0001} 0001 AB 密排面 密排方向 堆垛方向 堆垛次序 晶体结构 面心立方八面体间隙 fcc 间隙为正多面体 fcc八面体间隙数目： 1/4 ? 12 +1 = 4 位置： 每个边的中心及体心 设：原子半径为rA 间隙半径为rB （间隙能容纳的最大圆球半径） fcc八面体间隙半径： 八面体间隙中心到最近邻原子中心的方向是100方向，在 100方向单位长度内包含一个原子直径和一个间隙直径，所以，八面体间隙半径为: 面心立方四面体间隙 （tetrahedral interstice） fcc四面体间隙数目：1 ? 8 = 8 fcc四面体间隙半径： 四面体间隙中心到最近邻原子中心的方向是111方向，在111 方向1/4单位长度内包含1个原子半径和1个四面体间隙半径，所以四面体间隙半径为： 具有面心立方结构的金属有铜、银、金、铝、铅、铑、γ-铁、β-钴、γ-锰等在八面体间隙和四面体间隙中常常可以容纳某些半径较小的溶质或杂质原子。 设：原子半径为rA,间隙半径为rB hcp 间隙为正多面体 密排六方八面体间隙和四面体间隙 四面体间隙数目： 1/3 ? 12 + 1 ? 6 +1 ?2 ＝ 12 八面体间隙数目：1 ? 6 = 6 密排六方的八面体间隙和四面体间隙的形状与面心立方的完全相似，当原子半径相同时，间隙大小完全相等，只是间隙中心在晶胞中的位置不同。 1.绘制{123}中的任意一个晶面，并写出{123} 包含的所有晶面，回答共有多少晶面。 作业： 数量 密排六方 面心立方 体心立方 堆垛次序 密排方向 数量 密排面 晶体结构 2.完成下列表格。 Total: 4×3！=24 作业：绘制{123}中的任意一个晶面，并写出{123}包含的所有晶面，回答共有多少晶面。 3 3 2 数量 AB 1 {0001} 密排六方 ABC 110 4 {111} 面心立方 AB 111 6 {110} 体心立方 堆垛次序 密排方向 数量 密排面 作业2（总结） 研究和使用晶体材料时发现，材料内发生的过程和性能与晶体的某些方向（晶向 crystallographic directions）和原子构成的平面（晶面 crystallographic planes）有关。目前，通常用三个或四个指数来表征晶向和晶面，称为密勒指数（Miller Indices）。标定密勒指数时以晶胞为基础，x,y,z三轴系统的原点O放在晶胞的一个角上，三个轴与晶胞的三个边相重合（如图2.2-1所示）。对斜方、三斜晶系等，三个坐标轴则互相不垂直。 * * 14种布拉菲点阵(7个晶系crystal system) 1）晶胞中的原子数 4）配位数 5）致密度 2）点阵常数a，c 3）原子半径 r 晶体结构特征的5个参数 3种典型的金属晶体结构参数小结 Mg, Zn, Be, α- Ti α- Co, Cd HCP γ-Fe, Cu, Al, Ag, Pb, Ni FCC α-Fe,, W, Mo, Nb, V, Cr BCC 常见金属 致密度 配位数 原子数 原子半径 结构