金属晶体结构的基本知识结构工程师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:06:15 11:28:56
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　　金属晶体结构的基本知识
　　为了便于研究金属的结构，假定，以金属为原子是静止的；金属原子外形视为一个小球，晶体由这些小球按一定的规律在空间紧紧地排列而成。把这些小球用线条连接起来，得到了一个空间格架，这种用线条连接起来的空间格架称为晶格，如图2-1(b)所示。晶格的最小几何组成单元称为晶胞，如图2-1(c)所示。晶胞中各棱边的长度称为晶格常数，单位用A来表示(1A=10-8cm)。晶胞是晶格中的一个具有代表性的结构单元，所以研究金属晶体结构只需研究晶胞的特征。由于原子的排列方式不同，便组成不同的晶格类型，晶格的类型有很多种，常见的有以下三种：
　　(一)体心立方晶格
　　体心立方晶格的晶胞如图2-2所示，它的晶胞形状是一个立方体，三个边长相等并且互相垂直。晶格常数。a=b=c，晶胞间的夹角α=β=γ=90，原子分布在立方体的八个角上，由于晶体是由许多晶胞堆积而成，因此，体心立方晶胞八个角上的原子同属于与其相邻的八个晶胞共有，每个晶胞实际上只占有1／8个原子。在立方体的中心还有一个该晶胞独有的原子，所以原子数为1/8x 8 1=2(个)。
　　体心立方晶格的致密度约为0．68(致密度是晶胞中原子所占的体积与晶胞体积之比)。室温时a-Fe的晶格常数为2．866A，原子半径为1．23A，约有二十多种金属具有体心立方晶格。纯铁在910~C以下就是体心立方晶格，称为。铁。具有这种晶格的金属有：铁(a-Fe)、钨(w)、钼(Mo)、钒(v)、铬(cr)等。这类金属一般都具有较好的强度和塑性。
　　(二)面心立方品格
　　面心立方晶格的晶胞如图2-3所示，和体心立方晶格一样，它的晶(百考试题)胞形状是一个立方体，三个边长相等并互为垂直，晶格a=b=c，晶胞间夹角α=β=γ=90，原子分布在立方体的八个角上，其晶胞八个角上的每个原子为八个相邻晶胞共有，在立方体六个面中心也各有一个原子，则只属于相邻两个晶胞共有。原子数为1/8x 8 1/3x6=4(个)，面心立方晶格的致密度约为0．74。910℃时的7-Fe的晶格常数为3．643．，原子半径为1．228A。约有二十多种金属具有面心晶格。纯铁在910～1390℃之间，具有面心立方晶格，称为y铁。具有这种晶格的金属有铝(A1)、铜(Cu)、镍(Ni)、铁(y-Fe)等。这类金属的塑性都较好。
　　(三)密排六方晶格
　　密排六方晶格的晶胞如图2-4所示，它的晶胞形状是—个正六角柱体，在六角柱体的十二个角上各有—个原子，每个原子为相邻的六个晶胞所共有，上底和下底各有一个原子，为相邻两个晶胞所共有，在六柱体的中心还有三个原子，为该晶胞所独有，原子数为1/6x12 1/3x2 3=6(个)，密排六方晶格的致密度约为0．74，约有三十余种金属具有密排六方晶(百考试题)格。具有这种品格类型的金属有：镁(吨)、锌(n))、铍(Be)、钛(a-Ti)等。

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