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1、第一节金属的晶体结构一、晶体与小晶体/1、晶体凡原子按一定规律排列的固态物质，称为 。（如:金刚石、石墨和一切固态金属及其合金）1）原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。2）有如铁的熔点1538。铜的熔点1083。3）晶体的性能随着原子的排列方位而改变，即单晶体具2、非晶体及其特性（如:塑料、玻璃、沥青）内部质点无规则的堆积在一起的物质称为非晶体。与晶体相反，J一;表现出。晶体与非晶体在一定条件下可互相转化。晶体金刚石非晶体：蜂蜡、玻璃子）的刚球模型晶格二.晶体结构的基本知织晶格常数a, b, c假设原子为刚性小球，利用假想的几何线条连接起来构成 一个空间格架，这种抽象的，用于描述原子在晶体
2、中排列 形式的几何空间格架就叫小曜品格中的每个点称为结点。品格中各种不同方位的原子而 称为晶面。2、晶胞组成品格的最基本几何单元称为 。实际上整个品格就是 由许多大小、形状和位向相同的晶胞在空间重复堆积而成' 的。3、晶格常数z晶胞的各棱边长为a、b、c和棱边夹角a、B、Y。其中， 棱边长度称为1、金属特性 在化学中，金属的特性表现在它与非金属元素发生化学反应并 失去价电子； 在匚程技术中，金属特性表现在他具有金属光泽，一定塑性、 良好的导电性与导热性以及正的电阻温度系数良好的导电性、 导热性、塑性，具有金属光泽，不透明，正的电阻温度系数。 这主耍是与金属原F的内部结构以及原子间的结介
3、方式有关。2、金属键 金属晶体就是依靠各正离子与共有化自由电门诃相互吸引而结 合的方式称为!o金属键模型示意图电子云正离子核心中性原子:理论解释(1)因为金质是金欣键结介而成的，白由电子在一定电位差下运动，就构成金属良好的导电性。(2)而这种运动乂为金属所独有，同时已能传递热能，所以金属具仃良好的出(3)当金属原了相对位移时，正离了和自由也了仍然保持结介，因而金属可变 形而不破坏，具有塑性。(4)金属中的自由电子容易吸收可见光而被激发到较高的能级，当他跳回原来能级时把吸收的可见光又重新用射出来，因而金瓜不透明，有光泽。(5)金依中正肉子是以某一固定位置为中心作热振动，对自由电子的流动有阻碣作用
4、，就是金属具有电阻的原因。(6)随着温度的升高，正离子振动的振幅耍加大，对自由电子通过的阻碍作用也加大，因而金屈的电阻是随温度升高而增大，即具有正的电阻温度系数。四、常见金属晶格类型1、体心立方晶格bcca-Fe> W、 V 、Mo等体心立方晶胞（石墨）面心立方晶胞3、密排六方晶格hep晶格常数夹角90。五,晶体结的致密度:是指晶胞中原子所占体积与该晶胞体积之比。I、体心立方的致密度扑原子体积灯_晶胞体积 = P =2、面心立方与密排六方的致密度计算同体心立方，均为0.74。在晶体中，致密度越大，原子排列就越紧密。所以，当铁在冷却时，由于晶格致密度较大（0.74）的面心立方晶格r-Fe转
5、变为晶格致密度较小（0.68）的体心立方晶格o-Fe,就会发 生体积膨胀而引起应力和变形。zY在金属晶体中各原子组成的平面，称为晶而。通过两个 以上原子中心连线直线所指方向称为晶间O立方晶格中不同方向的晶面与晶面指数的用一晶的 属性 杲，:二 0具因立方晶格中不同晶向q晶向指数第二节合金的晶体结构一、合金的基本概念 介作：两种或两种以上的金属或金屈与非金属元素熔合而成，并 具有金属特性的物质。 I.7L:组成合金的最基本的、独立的物质。例如：元索、稳定化合物。如,Fe-C合金中，Fe、C均为组元, 号指合金中成分、结构均相同的组成部分，相与相之间有明 显的算面o固溶体和化合物二、合金的相结构1
6、、固溶林合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相，称为固 溶林。形成固溶体后，晶格保持不变的组元称溶剂，晶格消失的组元 称溶质c固溶体的晶格类型与溶剂组元相同。如，Fe（C）固溶体。（1）固溶体的分夹1）置换固溶体：若溶质族r代替一部分溶剂原子而占据溶剂中的某 些结点位置，称为置换固溶体。2）间隙固溶体：溶质原子在溶剂品格中并不占据品格结点的位置， 而是在结点间的空隙中，这种形式的固溶体称为间隙固溶体。o。固溶体分类间隙固溶体（2）固溶体的性能由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发牛畸变，变形抗力增大，使金属的强度硬度升高的现象称为固溶强化当溶质的质量分数适当时.，固溶体不仅有着较纯金属高
7、的 强度和硬度，而且有着好的塑性和韧性。固溶强化形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象正常晶格晶格畸变晶格畸变7, 72、金属化合物是合金组元间发生相互作用而生成的一种新相，其品格类型和性能不同于其中任一组元，因此性能也不同于组元。（1）金属化合物的分类1） 鲁这类金属化合物通常由金属元素与周期表中第IV、V、VI族的元素组成的。例如MgS、MnS、Mg2Si等， 其分子式符介原子价规彳H，井目.成分是心定不变的。2） 这类金属化合物是按定电r浓度组成的具有一定晶格类型的化合物。电子浓度c为化合物中的价电子数与原子数之间的比值，即：5电=价电子数/原子数3）施邈间隙化合物一般是由原子直径较大的过
8、渡族 金属元素（Fe、Cr、Mo、W、V等）与原子直径较小的非金属 元索（H、C、N、B等）组成。O.*)77nmFe3c的晶体结构O一饮:原r «IC-T间隙化合物桑中分为两类，一类是具有简单晶格形式 的间隙化合物。如VC、WC、TIC等。另一类是具有复杂结构的间隙化合物，Fe3C.VC的晶体结构O乳晚r一做印r（2）金属化合物的性能,金属化合物的熔点一般较高，具有较高 硬度，但脆性较大。当它呈细小颗粒均 匀分布在固溶体基体上时，将使合金的 强度、硬度及耐磨性明显提高，这一现 象称为康; o因此，金属化合物在 合金中作为强化相存在，它是许多合金 钢、有色金属和硬质合金的重要组成相。
9、第三节金属的实际晶体结构一、, D - I 一八 D , I一、晶体内部的晶格方位完全 体。如单晶Si半导体。致，这晶体称为单晶这种实际上由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 其中每个小晶体的外形 多为不规则的颗粒，通 常称为。晶粒与晶粒之间的界而称为晶粒（单晶体）二，晶体的缺陷晶体中原子完全为规则排列时.，称为O实际上，金属由于多种原因的影响，内部总是存在着大 量缺陷。点缺陷：空位、间隙原子、异类原子线缺陷：位错面缺陷：晶界与亚晶界1、点缺陷：是指长、宽、高尺寸都很小的缺陷。常见的 点缺陷是空位和间隙原子。在空位和间隙原门附近，由于原门诃作用力的平衡被破坏，使周围原广发空位间隙原子置换原子生卷拢或撑开，因此,发生晶格畸变,使金展的强度提高,生性下降2、线缺陷一刃型位错是在空间的一个方向上尺寸很大，其余两个方向上尺寸很小的 缺陷。晶体中的线缺陷通常是指各种类型的位错。就是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现正刃位错如果间隙原子是其它元素就称为 异类原子（杂质原子）负刃位错003、面缺陷是在两个方向的尺寸很大，第三个方向的尺寸很小而呈面状的缺陷，这类缺陷主耍指:与 O（1 ）晶界处实际上是原子排列逐渐从种位向过渡到另种位向的晶粒（单晶体）（2）亚晶界实际上是由一系列刃型位错所组成 的小角度晶界。亚晶界