項目二 晶體結構與結晶

項目2材料(cáiliào)的結構物質由原子組成。原子的結合方式和排列方式?jīng)Q定了物質的性能。原子、離子、分子之間的結合力稱為結合鍵。它們(tāmen)的具體組合狀態(tài)稱為結構。C60任務一晶體結構與缺陷共二十六頁先導(xiāndǎo)案例水晶（如左圖）是晶體，普通(pǔtōng)玻璃（如右圖）是非晶體，它們的原子排列方式、性能有何異同。共二十六頁一、晶體結構的基本概念金屬的結構晶態(tài)非晶態(tài)SiO2的結構1、晶體與非晶體晶體是指原子呈規(guī)則排列的固體。常態(tài)下金屬主要以晶體形式存在。晶體具有各向異性(ɡèxiànɡyìxìnɡ)。非晶體是指原子呈無序排列的固體。在一定條件下晶體和非晶體可互相轉化。共二十六頁2、晶格(jīnɡɡé)與晶胞⑴晶格：用假想的直線將原子中心(zhōngxīn)連接起來所形成。的三維空間格架。直線的交點（原子中心）稱結點。由結點形成的空間點的陣列稱空間點陣共二十六頁⑵晶胞：能代表晶格原子(yuánzǐ)排列規(guī)律的最小幾何單元。共二十六頁二、金屬(jīnshǔ)的晶體結構1、純金屬的晶體結構金屬原子是通過正離子與自由電子的相互作用而結合的，稱為金屬鍵。金屬原子趨向于緊密(jǐnmì)排列。價電子云正離子金屬鍵示意圖具有良好的導熱性、導電性、延展性及金屬光澤。常見純金屬的晶格類型有體心立方(bcc)、面心立方(fcc)和密排六方(hcp)晶格。共二十六頁⑴

體心(tǐxīn)立方晶格共二十六頁體心(tǐxīn)立方晶格共二十六頁體心(tǐxīn)立方晶格的參數(shù)共二十六頁⑵面心立方(lìfāng)晶格共二十六頁面心立方(lìfāng)晶格共二十六頁面心立方晶格(jīnɡɡé)的參數(shù)共二十六頁⑶密排六方晶格(jīnɡɡé)共二十六頁密排六方晶格(jīnɡɡé)的參數(shù)共二十六頁2、實際(shíjì)金屬的晶體結構純鐵組織晶粒示意圖⑴單晶體與多晶體單晶體：其內部晶格方位完全一致的晶體。多晶體：由很多具有相同排列方式但位向不一致的很多小晶粒組成(zǔchénɡ)的則稱為多晶體晶粒：實際使用的金屬材料是由許多彼此方位不同、外形不規(guī)則的小晶體組成，這些小晶體稱為晶粒。共二十六頁沿晶斷口鉛錠宏觀組織共二十六頁晶界：晶粒之間的交界面。晶粒越細小(xìxiǎo)，晶界面積越大。多晶體：由多晶粒組成的晶體結構。光學金相顯示的純鐵晶界多晶體示意圖共二十六頁⑵晶體缺陷晶格的不完整部位稱晶體缺陷。實際金屬中存在著大量(dàliàng)的晶體缺陷，按形狀可分三類，即點、線、面缺陷。共二十六頁①點缺陷

空間(kōngjiān)三維尺寸都很小的缺陷?？瘴?kōnɡwèi)間隙原子置換原子共二十六頁a.

空位：晶格(jīnɡɡé)中某些缺排原子的空結點。b.

間隙原子：擠進晶格間隙中的原子?？梢允腔w金屬原子，也可以是外來原子。共二十六頁c.

置換原子：

取代原來原子位置的外來原子稱置換原子。點缺陷破壞(pòhuài)了原子的平衡狀態(tài)，使晶格發(fā)生扭曲，稱晶空位間隙原子大置換原子小置換原子格畸變(jībiàn)。從而使強度、硬度提高，塑性、韌性下降。共二十六頁空位和間隙原子(yuánzǐ)引起的晶格畸變共二十六頁②線缺陷—晶體(jīngtǐ)中的位錯位錯：晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體發(fā)生局部滑移，滑移面上滑移區(qū)與未刃型位錯

螺型位錯滑移(huáyí)區(qū)的交界線稱作位錯。分為刃型位錯和螺型位錯。共二十六頁刃型位錯刃位錯的形成(xíngchéng)共二十六頁③面缺陷—晶界與亞晶界晶界是不同位向晶粒的過度部位而每個晶粒有時又由若干個位向稍有差異(chāyì)的亞晶粒所組成,相鄰亞晶粒間的界面稱為亞晶界共二十六頁內容(nèiróng)總結項目2材料的結構。原子的結合方式和排列方式?jīng)Q定了物質的性能。水晶（如左圖）是晶體，普通玻璃（如右圖）是非晶體，它們的原子排列方式、性能有何異同。由結點形成的空間點的陣列稱空間點陣。金屬原子是通過正離子與自由電子的相互作用而結合的，稱為金屬鍵。常見純金屬