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| 首页 > 铁艺百科 > 金属的晶体结构 |
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| 1、晶体与非晶体 固态物质的性能与原子在空间的排列情况有着密切的关系。固态物质按原子排列特点可分为晶体与非晶体两大类. 凡原子按一定规律排列的固态物质，称为晶体。如金刚石、石墨和一切固态金属及其合金等。 晶体的特点是： ①原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。 ②具有一定的熔点，如铁的熔点为1538℃，铜的熔点为1083℃。 ③晶体的性能随着原子的排列方位而改变，即单晶体具有各向异性。 非晶体的特点是： ①原子在三维空间呈不规则的排列。 ②没有固定熔点，随着温度的升高将逐渐变软，最终变为有明显流动性的液体。如塑料、玻璃、沥青等。 ③各个方向上的原子聚集密集大致相同，即具有各向同性。 2、晶体结构的基本知识 ① 晶格 为了清楚的表明原子在空间的排列规律，人为地将原子看作一个点，再用一些假想线条，将晶体中各原子的中心连接起来，便形成了一个空间格子，这种抽象的、用于描述原子在晶体中规则排列方式的空间几何图形称为结晶格子，简称晶格。晶格中的每个的点称为结点。晶格中各种不同方位的原子面，称为晶面。 ②晶胞 晶体中原子的排列具有周期性变化的特点，因此只要在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元进行分析，便能确定原子排列的规律。组成晶格的最基本几何单元称为晶胞。实际上整个晶格就是由许多大小、形状和位向相同的晶胞在空间重复堆积而成的。 ③晶格常数  为了研究晶体结构的需要，在结晶学中规定用晶格常数来表示晶胞的几何形状和大小。晶胞的各棱边长为a、b、c，称为晶格常数。当晶格常数a=b=c，棱边夹角α=β=γ=90°时，这种晶胞称为简单立方晶胞。 二、常见金属的晶格类型 ①体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子分布在立方体的各结点和中心处。晶胞中原子数可参照如下的计算方法：晶胞每个结点上原子为相邻的8个晶胞共有，加上晶胞中心一个原子，故每个晶胞原子数n=8×1/8+1=2(个)。 属于体心立方晶格类型的金属有α-Fe（912℃以下的钝铁）、铬、钼、钨等。 ②面心立方晶格 面心立方晶格和晶胞也是一个立方体，原子分布在立方体的各结点和各面的中心处。晶胞中原子数可参照如下计算方法：晶胞每个结点上的原子为相邻的8个晶胞所共有，而每个面中心的原子却为两个晶胞所共有，所以，每个晶胞中的原子数为n=8×1/8+6×1/2=4(个)。 属于面心立方晶格类型的金属有γ-Fe（1394－912℃的钝铁）、铝、铜、银等。 ③密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞是在正六方柱体的十二个结点和上、下两底面的中心处各排列一个原子，另外，中间还有三个原子。该晶胞要用两个晶格常数表示，一个是六边形的边长a，另一个是柱体的高度c。当轴比ｃ／ａ为1.633时，原子排列最紧密。晶胞原子数要参照如下的计算方法：密排六方晶胞每个结点上的原子为相邻的6个晶胞所共有，上下底面中心的原子为两个密排六方晶胞所共有，晶胞中间的三个原子为该晶胞所独有，故密排六方晶胞中的原子数n=12×1/6+2×1/2＋3=6(个)。 属于这种晶格类型的金属有镁、锌、镉、铍等。  |
