哈工大金屬學(xué)與熱處理上課課件 (13)

1、結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 原子核外電子的排布方式顯著影響材料的電、磁、光和熱性能，還影響到原子彼此結(jié)合的方式，從而決定材料的類(lèi)型 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)晶態(tài)和非晶態(tài)。晶體結(jié)構(gòu)顯著影響材料的力學(xué)性能。 結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)晶粒的大小、合金相的種類(lèi)、數(shù)量和分布等參數(shù) 。 結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)原子的空原子的空間排列間排列 顯微組織顯微組織 第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)第一章 金屬和合

2、金的晶體結(jié)構(gòu)第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)第一章 金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)1.2 金屬晶體典型結(jié)構(gòu)1.3 合金相結(jié)構(gòu)1.4 金屬晶體缺陷1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)金屬的定義金屬是具有正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì), 通常具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、高的密度和高的光澤1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)原子結(jié)構(gòu)理論原子 原子核質(zhì)子(10-8cm,1836倍)(10-8cm)(10-12cm)中子(10-8cm,1838倍)電子(10-13cm)(9.110-28g)Example1-1 Calculate the number of atoms in 100g of silver.

3、(The atomic mass of silver is 107.868g/mol. Avogadros number is 6.02X1023/mol)1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)金屬原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)金屬原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其最外層的電子數(shù)很少，一般為12個(gè)，不超過(guò)3個(gè)。價(jià)電子1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)當(dāng)原子靠近到一定程度時(shí)，原子間會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的作用力。結(jié)合力外層電子作用形式穩(wěn)定的八電子排布結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的八電子排布結(jié)構(gòu) 接受或釋放額外電子接受或釋放額外電子 共有電子共有電子 1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)金屬鍵共有價(jià)電子電子云鍵無(wú)方向性和飽和性性能

4、特點(diǎn)：性能特點(diǎn)： 1)良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性；良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性； 2)正的電阻溫度系數(shù)；正的電阻溫度系數(shù)； 3)良好的強(qiáng)度及塑性；良好的強(qiáng)度及塑性； 4)特有的金屬光澤。特有的金屬光澤。1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)金屬鍵離子鍵共價(jià)鍵得失價(jià)電子正負(fù)離子高熔點(diǎn)、高硬度、低塑良好的電絕緣體等1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)金屬鍵離子鍵共價(jià)鍵共有電子對(duì)鍵有飽和性 高熔點(diǎn)、高硬度、低塑性電絕緣體等范德瓦爾鍵 1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)形成：形成：一個(gè)分子的正一個(gè)分子的正電荷部位與另一分子電荷部位與另一分子的負(fù)電荷部位間以微的負(fù)電荷部位間以微弱靜電引力相引而結(jié)弱靜電引力相引而結(jié)合在一起稱(chēng)為分子鍵。合在一起

5、稱(chēng)為分子鍵。 特性：特性：分子晶體因分子晶體因其結(jié)合鍵能很低，所其結(jié)合鍵能很低，所以其熔點(diǎn)很低，硬度以其熔點(diǎn)很低，硬度也低。但其絕緣性良也低。但其絕緣性良好。好。1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)結(jié)合鍵的特性結(jié)合鍵的特性問(wèn)題：金屬原子為什么趨于規(guī)則排列？1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)結(jié)合力與結(jié)合能以雙原子模型為例（NaCl）吸引力：正離子與負(fù)離子（電子云）間靜電引力， 長(zhǎng)程力排斥力：正離子間，電子間的作用力， 短程力結(jié)合力吸引力排斥力;結(jié)合能吸引能排斥能2210)(rqZqZkFC1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)Where Fc is the coulombic force of attraction b

6、etween two oppositely charged ions, r is the separation distance between the centers of the ions, Z is the valence of the charged ion, q is the charge of a single electron(0.16x10-18C),and k0 is a proportionality constant(9x109V.m/C)1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)/rreFWhere Fc is repulsive force, and are experimentally determined constants for a given ion pair.1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)結(jié)合力與結(jié)合能1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)結(jié)合力與結(jié)合能原子間必須保持一定的平衡距離，這是固態(tài)金屬中的原子趨于規(guī)則排列的重要原因。1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)1.1 金屬原子間的鍵合特點(diǎn)Example1-2(1) Calculate coulombic force of attraction betwe