工程材料课件绪论第一章金属的结构与结晶.pptVIP

机械工程材料;绪 论;绪论—课程介绍;绪论—材料发展概述;材料是人类社会所能接受的，可经济地制造有用物品的物质。（materials）;材料的分类;材料的发展历程;石器时代;石犁、石锄、石镰 浙江湖州的马桥文化，距今4000年;司母戊鼎（商代） 河南省安阳殷墟出土，世界上迄今为止发现的最重的古代青铜器，它重达875公斤，通高约1.3米，长110厘米，宽78厘米;铜爵（夏代）中国青铜文化中最早出现的青铜容器之一，也是最早的青铜酒器，1980年于河南省偃师县二里头出土，重0.75千克;四羊方尊（商代） 1938年湖南省宁乡县出土,中国现存商代青铜器中最大的方尊，高58.3厘米，重近34.5公斤;青铜时代;曾侯乙编钟（战国） 1978年于湖北随县擂鼓墩曾侯乙墓出土总重量达2500多公斤，是迄今中国发现的数量最多、保存最好的一套编钟。;铜车马（战国 秦）1980年于陕西省临潼县秦始皇陵西侧出???，该铜车马结构完整，装饰华丽，是研究秦代舆服制度、单辕车系驾方法和冶金铸造技术的重要实物，被誉为“青铜之冠”。;铁器时代;沧州铁狮 中国现存最早的大型铸铁艺术品，当地称镇海吼，铁狮的总重量为29.30吨，采用一种特殊的“泥范明铸法”，分节叠铸而成的;湖北当阳宋代玉泉铁塔;新材料时代;发展趋势;工程材料 ;金属材料的性能 ;金属材料具有良好的机械性能，是由它的成分和内部结构与组织所决定的。 ;材料科学;绪论—本课程的主要内容;绪论—本课程的主要内容;第一章 金属的结构与结晶;§1.1 金属的特征 §1.2 金属的晶体结构 §1.3 实际晶体中的缺陷 §1.4 金属的结晶过程 §1.5 晶粒大小控制;与非金属相比，固态金属具有它独特的性能，如良好的导电性、导热性、延展性（塑性变形能力）和金属光泽。;1. 有的非金属也可能表现出上述某些特性： 　如：石墨能导电 　　 金刚石导热 　　 无机化合物的金属光泽； 2. 各种金属晶体之间，这些特征的差别也很大： 　　鈈、锰的导电能力比银、铜相差近百倍 　　锑、铬、钒等金属是一种“脆性”金属。;主要是与金属原子的内部结构以及原子间的结合方式有关;金属材料 以金属键方式结合，从而使金属材料具有以下特征： 良好的导电、导热性： 自由电子定向运动（在电场作用下）导电、（在热场作用下）导热。 正的电阻温度系数： 金属正离子随温度的升高，振幅增大，阻碍自由电子的定向运动，从而使电阻升高。 不透明，有光泽： 自由电子容易吸收可见光，使金属不透明。自由电子吸收可见光后由低能轨道跳到高能轨道，当其从高能轨道跳回低能轨道时，将吸收的可见光能量辐射出来，产生金属光泽。 具有延展性： 金属键没有方向性和饱和性，所以当金属的两部分发生相对位移时，其结合键不会被破坏，从而具有延展性。 ;§1.2 金属的 晶体结构; 晶体：材料中的原子（离子、分子）在三维空间呈规则，周期性排列—长程有序。 非晶体：原子无规则堆积，也称为 “过冷液体”—短程有序。;微晶：快速凝固的晶态金属或合金的颗粒尺寸要小得多，仅为微米纳米级尺度，高强度高硬度； 准晶：在晶体内部的原子长程有序，介于晶体和非晶体之间； 液晶：二维长程有序。;;§1.2 金属的 晶体结构;§1.2 金属的 晶体结构;描述金属晶体结构的一些重要概念;§1.2 金属的 晶体结构;;体心立方晶胞;面心立方晶格;面心立方晶胞;C（石墨）、Mg、Zn 等;; a.晶向指数的确定方法 1) 以晶胞中的某原子为原点确定三维晶轴坐标系，通过原点作平行于所求晶向的直线。 2) 以相应的晶格常数为单位，求出直线上任意一点的三个坐标值。 3) 将所求坐标值化为最简整数，并用方括号括起，即为所求的晶向指数，例如[101]。 具体晶向指数如图所示，其形式为[uvw]。; b.晶面指数的确定方法 1) 选坐标，以晶格中某一原子为原点（注意不要把原点放在所求的晶面上），以晶胞的三个棱边作为三维坐标的坐标轴。 2) 以相应的晶格常数为单位，求出待定晶面在三个坐标轴的截距。 3) 求三个截距值的倒数。 4) 将所得数值化为最简单的整数，并用圆括号括起，即为晶面指数，如图所示，其形式为（hkl）。 ; 注意： 1) 每一个晶面指数(或晶向指数)泛指晶格中一系列与之相平行的一组晶面（或晶向）。 2) 立方晶系中，凡是指数相同的晶面与晶向是相互垂直的。 3) 原子排列情况相同但空间位向不同的晶面（或晶向）统称为一个晶面（或晶向）族。 ;（1）有确定的熔点;（2）各向异性;§