燃气轮机材料基础课件：金属和合金的典型结构模型

金属和合金的典型结构模型

金属和合金的组织单元是晶粒，一个完整的理想晶粒，它内部的原子或分子是按严格的、规则的几何图案相互结合起来的。七大晶系，十四种空间点阵??金属和合金的典型结构模型

金属和合金的组织单元是晶粒，一个完整的理想晶粒，它内部的原子或分子是按严格的、规则的几何图案相互结合起来的。七大晶系，十四种空间点阵一、纯金属的典型结构模型金属原子刚性球体，以的形式堆砌最密集原子面：每个球周围都有六个球与其相切。次密集原子面：每个球周围都有四个球与其相切。三个密集方向二个密集方向金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型原子堆积模型晶胞模型密集六方结构原子密排面1.面心立方和密集六方面心立方，FCC─facecentredcubic

密集六方，HCP─hexagonalclose-packed面心立方结构金属和合金的典型结构模型原子堆积模型晶胞模型密集六方结构原子密排面1.面心立方和密集六方面心立方，FCC─facecentredcubic

密集六方，HCP─hexagonalclose-packed面心立方结构金属和合金的典型结构模型密集面面心立方，以立方体的体对角线为法线的原子面密集六方，六棱柱的底面或顶面配位数面心立方密集六方12个，其中同一层中6个近邻原子，上下层中各有3个近邻原子致密度原子占总体积74％空隙占总体积26％ra2a2=(4r)2a2=8r2

立方体体积立方体中原子的个数：顶角每个原子占1/8×8

（4）面心每个原子占1/2×6立方体中原子的总体积：原子占总体积：金属和合金的典型结构模型每三个原子之间有一个处于三角中心的间隙─三角间隙每四个原子之间有一个处于四面体中心的间隙─四面体间隙每六个原子之间有一个处于八面体中心的间隙─八面体间隙密集六方结构阵点位置/八面体间隙位置=1/1(1/3,2/3,3/4)金属和合金的典型结构模型每三个原子之间有一个处于三角中心的间隙─三角间隙每四个原子之间有一个处于四面体中心的间隙─四面体间隙每六个原子之间有一个处于八面体中心的间隙─八面体间隙密集六方结构阵点位置/四面体间隙位置=1/2(2/3,1/3,7/8)金属和合金的典型结构模型每三个原子之间有一个处于三角中心的间隙─三角间隙每四个原子之间有一个处于四面体中心的间隙─四面体间隙每六个原子之间有一个处于八面体中心的间隙─八面体间隙面心立方结构阵点位置/八面体间隙位置=1/1(1/2,1/2,1/2)金属和合金的典型结构模型面心立方结构若干四面体间隙位置金属和合金的典型结构模型每三个原子之间有一个处于三角中心的间隙─三角间隙每四个原子之间有一个处于四面体中心的间隙─四面体间隙每六个原子之间有一个处于八面体中心的间隙─八面体间隙面心立方结构阵点位置/四面体间隙位置=1/2(1/4,1/4,1/4)金属和合金的典型结构模型每三个原子之间有一个处于三角中心的间隙─三角间隙每四个原子之间有一个处于四面体中心的间隙─四面体间隙每六个原子之间有一个处于八面体中心的间隙─八面体间隙面心立方结构阵点位置/四面体间隙位置=1/2(1/4,1/4,1/4)金属和合金的典型结构模型面心立方结构金属：铜、金、铝、铅、镍、锰、铂、铱、银、钍、铑、钯、……Cu-Ni代位固溶体

铜型晶格密排六方结构金属：锇、镁、锌、钴、钛、锆、铍、镉、……Mg-Zn代位固溶体

锇型晶格金属和合金的典型结构模型2.体心立方结构体心立方，BCC─bodycentredcubic

原子次密集堆积形式：次密集面A-B-A-B堆积

一个密集方向遭到破坏金属和合金的典型结构模型次密排面：两条体对角线构成的晶面=两面对角线构成的晶面配位数：体心原子与立方体的八个顶角为紧邻（最近邻）（8+6）与六个面外的体心原子均为近邻（次近邻）致密度：原子占总体积的68％，空隙占32％八面体间隙的位置：梭边的中心和各面的面心体心立方结构金属和合金的典型结构模型次密排面：两条体对角线构成的晶面=两面对角线构成的晶面配位数：体心原子与立方体的八个顶角为紧邻（最近邻）（8+6）与六个面外的体心原子均为近邻（次近邻）致密度：原子占总体积的68％，空隙占32％四面体间隙的位置：各面上对边中心连线的1/4处体心立方结构金属和合金的典型结构模型面心立方结构金属：铜、金、铝、铅、镍、锰、铂、铱、银、钍、铑、钯、……Cu-Zn代位固溶体

铜型晶格密排六方结构金属：锇、镁、锌、钴、钛、锆、铍、镉

Mg-Zn代位固溶体

锇型晶格体心立方结构金属：铁、铬、钼、钨、钒、钽、锂、钾、……

α-Fe型晶格金属和合金的典型结构模型金属和合金的典型结构模型二、合金中的典型结构由两种或多种元素组成、以金属元素为主体、大多通过冶炼或熔合而成、并在宏观上具有一般金属元素所具有的共同特征，这一类材料或物质通称为合金。合金纯金属+异类原子怎样进入主组元中

代位固溶体结构有序固溶体结构间隙固溶体结构金属间化合物类型？金属和合金的典型结构模型1.代位固溶体结构主组元的一部分原子被其它组元的原子所取代，保留主组元的结构类型。异类原子按任意比例统计式地分布在各类结构中的各相应晶面上，并处于主组元相似的正常位置上。Cu-Ni为FCC结构；Fe-Cr为BCC结构；Mg-Zn为HCP结构一定范围内（有限互溶）或是所有成分范围内（无限互溶）金属和合金的典型结构模型异类原子不是统计式的分布，而是按一定顺序分布。某些在高温具有短程有序的固溶体，当其成分接近一定的原子比（例如AB，AB2等），在低于一定的临界温度Tc时，可以转化为长程有序固溶体（或称超结构）。2.有序固溶体结构金属和合金的典型结构模型异类原子分布在主组元原子间的空隙中。例如：Fe形成体心立方或面心立方结构，

C分布在八面体间隙中。3.间隙固溶体结构金属