1.2固体料的晶体结构.ppt

正確減重及養生觀 正確減重及養生觀 1.2 固体材料的晶体结构Crystal Structures of Solid Materials 1.2.1 纯金属的晶体结构 Crystal structures of pure metals 1.典型金属的晶体结构 2.晶体中的晶面与晶向(以立方晶系为例说明) 1.2.2 共价晶体与离子化合物的晶体结构 Crystal structures of covalent and ionic crystals 1.2.3 实际晶体的结构特征 Structure Characteristics of Real Crystals 1. 点缺陷（point defects） 2. 线缺陷（linear defects）即位错dislocation 3. 面缺陷（planar defects） 1.2.4 同素异构(晶)转变(亦称多晶型转变) Allotropy and polymorphism 1. 典型金属的晶体结构 在已知的80余种金属元素中，大都属于体心立方、面心立方或密排六方晶格中的一种。 ①球体堆砌模型； ②晶格常数a ③原子半径r=? ④晶胞原子数n=? ⑤配位数C=? ⑥致密度K=? ⑦同类金属 1.典型金属的晶体结构 （1）体心立方晶格(body centered cubic ，缩写为BCC或bcc) 1.典型金属的晶体结构 （1）体心立方晶格(body centered cubic ，缩写为BCC或bcc) 1.典型金属的晶体结构 （3）密排六方晶格(hexagonal close-packed，缩写HCP或hcp) 1. 典型金属的晶体结构 1.典型金属的晶体结构 【例题1-1】 已知纯金属铝的原子直径为0.28683nm ，试求其晶格常数。 i.分析： 纯金属铝的晶体结构系FCC，在FCC晶胞中r= a，那么d=2× a ，其晶格常数a与原子直径d之间的关系就十分明确了。 ii.解答：因d=2× a，所以a = ×d = ×0.28683=0.4056 nm 。 因此，金属铝的晶格常数为0.4056 nm 。 iii.归纳与引申： 对于立方晶胞来说，晶格常数a与原子半径r之间的关系应符合关系式： r = a（FCC），或r = a（BCC）。因此，遇到此类问题时首先应判明是FCC还是BCC晶胞，这是最关键之处；其次，应分析已知条件与所求解问题之间的关系；再之，在运用此关系式计算后，注意计算结果是否直接符合题意。 iv. 请思考：若已知某纯金属的晶格常数值，如何求其原子半径呢？ 晶体中各种方位上的原子面称为晶面;各个方向上的原子列称为晶向。晶体的许多性能(如各向异性等)和行为都和晶体中特定晶面和晶向密切相关。通常用晶面指数和晶向指数分别表示晶面和晶向,晶面指数与晶向指数又统称密勒（Miller）指数。 （2）晶向指数表示法 确定晶向指数(如图1-7AB晶向)的步骤如下: ①设坐标 以晶胞的任一结点为原点，晶胞的三条棱边为坐标轴，并以晶胞棱边长度为坐标轴的单位长度。 ②作平行线 过原点作一直线(OP)，使其平行于待标定的晶向(AB)。 ③求值 求直线上任一点(如P点)的三个坐标值(1，1，0)。 ④化简 将所求数值乘以公倍数化为最小简单整数(1，1，0); ⑤入括号 将所求数值放入方括号，如［110］，即为所求的晶向指数。 （2）晶向指数表示法 在确定和运用晶向指数时亦应注意: ①晶向指数的通式可写成［uvw］； ②同一晶向指数表示所有相互平行且方向一致的晶向； ③原子排列相同但空间位向不同的所有晶向可归纳为同一晶向族，以〈uvw〉表示； ④在立方晶系中，当一晶向［uvw］位于或平行于某一晶面(hkl)时，必须满足以下关系:hu+kv+lw=0;当某一晶向与某一晶面垂直时，则其晶向指数和晶面指数必须完全相等，即u=h,v=k,w=l，例如［100］⊥（100），［111］⊥（111）等； ⑤立方晶系中三种重要的晶向为100、110与111。 （2）晶向指数表示法 【例题1.2】 在一立方晶胞中，绘出下列晶面与晶向：（011）、（231）；［111］、［231］。 i. 分析：为了绘出(011) 、(231)晶面及[111]、[231]晶向，首先在例题图1.1所示立方晶胞中建立坐标系。 ii. 解答：见例题图1.1所示，（a）中EFGH晶面即为所求（011）晶面，ON晶向即为所求[111]；（