第一章++金属的晶体结构与结晶

第一章 金属的晶体结构与结晶 第一节 金属的晶体结构 一、晶体结构的基本概念 1、晶体 组成固态物质的最基本的质点（如原子、分子或离子）在三维空间中，作有规则的周期性重复排列，即以长程有序方式排列。这样的物质称为晶体。如：金属，天然金刚石，结晶盐，水晶，冰等 2、非晶体 组成固态物质的最基本的质点，在三维空间中无规则堆砌。这样的物质称为非晶体。如：玻璃，松香等。 晶体通常又可分为金属晶体和非金属晶体，纯金属及合金都属于金属晶体，其原子间主要以金属键结合，而非金属晶体主要以离子键和共价键结合。如：食盐 NaCl（离子键），金刚石（共价键）都是非金属晶体。 图 1-1 晶体、晶格与晶胞示意图 按晶体结构模型提出的先后，可将晶体结构模型分为几何（球体）模型、晶格模型和晶胞模型。 3、晶体的球体模型 就是把组成晶体的物质质点，看作为静止的刚性小球，他们在三维空间周期性规则堆垛而成。该模型虽然很直观，立体感强，但不利于观察晶体内部质点的排列方式。针对这一缺陷科技工作者进一步提出了晶体的晶格模型。 4、晶格 为了研究晶体中原子的排列规律，假定理想晶体中的原子都是固定不动的刚性球体，并用假想的线条将晶体中各原子中心连接起来，便形成了一个空间格子，这种抽象 1 的、用于描述原子在晶体中规则排列方式的空间格子称为晶格。晶体中的每个点叫做结点。 5、晶胞 晶体中原子的排列具有周期性的特点，因此，通常只从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律，这个最小的几何单元称为晶胞。实际上整个晶格就是由许多大小、形状和位向相同的晶胞在三维空间重复堆积排列而成的。 6、晶格常数 晶胞的大小和形状常以晶胞的棱边长度a、b、c及棱边夹角α 、β 、γ 来表示，如图2.1 （c)所示。晶胞的棱边长度称为晶格常数，以埃(Å)为单位来表示(1Å =10-8cm)。 当棱边长度a=b=c，棱边夹角α =β =γ =90°时，这种晶胞称为简单立方晶胞。由简单立方晶胞组成的晶格称为简单立方晶格。 二、金属材料的特性 1 、金属材料 金属材料是指金属元素与金属元素，或金属元素与少量非金属元素所构成的，具有一般金属特性的材料，统称为金属材料。 金属材料按其所含元素数目的不同，可分为纯金属（由一个元素构成）和合金（由两个或两个以上元素构成）。合金按其所含元素数目的不同，又可分为二元合金、三元合金和多元合金。大家知道物质按其形...