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1、体心立方(bcc,body-centered cubic),体心立方晶胞示意图 (a)刚球模型;(b)质点模型;(c)晶胞中原子数示意图,面心立方(fcc,face-centered cubic),面心立方晶胞示意图 (a)刚球模型;(b)质点模型;(c)晶胞中原子数示意图,密排六方(hexagonal close-packed,hcp),密排六方晶胞示意图 (a)刚球模型;(b)质点模型;(c)晶胞中原子数示意图,体心立方,面心立方,密排六方,一、晶胞中的原子数,体心立方 面心立方 密排六方,二、点阵常数与原子半径,配位数和致密度定量地表示原子排列的紧密程度。 配位数(coordinatio
2、n number,CN):晶体结构中任一原子周围最近且等距离的原子数。 致密度(K):晶胞中原子所占的体积分数,,三、配位数与致密度,式中,n为晶胞原子数,v原子体积,V晶胞体积。,体心立方配位数为8,面心立方配位数为12,密排六方配位数为12,面心立方和密排六方结构的致密度均为0.74,是纯金属中最密集的结构; 面心立方与密排六方虽然晶体结构不同,但配位数与致密度却相同,为搞清其原因,必须研究晶体中原子的堆垛方式; 面心立方与密排六方的最密排面原子排列情况完全相同,但堆垛方式不一样。,2.2 晶体中的原子堆垛方式,ABA,ABCA,图 面心立方晶格密排面的堆垛方式,图 密排六方晶格密排面的堆
3、垛方式,2.3 晶体结构中的间隙,四面体间隙的数目 四面体间隙半径,八面体间隙的数目 八面体间隙半径,四面体间隙的数目 四面体间隙半径,八面体间隙的数目 八面体间隙半径,面心立方结构中间隙的刚球模型八面体间隙,面心立方结构中间隙的刚球模型四面体间隙,几点说明: (1)fcc和hcp都是密排结构,而bcc则是比较“开放”的结构,因为它的间隙较多。因此,碳、氮、氢、氧、硼等原子半径较小的元素(即间隙原子)在bcc金属中的扩散速率往往比在fcc及hcp金属中高得多。 (2)fcc和hcp金属中的八面体间隙大于四面体间隙,故这些金属中的间隙原子往往位于八面体间隙中。 (3)fcc和hcp中的八面体间隙远大于bcc中的八面体或四面体间隙,因而间隙原子在fcc和hcp中的固溶度往往比在bcc中大得多。,2.4 晶体的多晶型性,多晶型性:有些固态金属在不同温度和压力下具有不同的晶体结构。 转变的产物称为同素异构体。 在多晶型性转变过程中伴随有体积的突变。 同素异构转变对于金属能否通过热处理来改变性能具有重要意义。,思考题,试计算体心立方铁受热而变为面心立方铁时出现的体积变化。在转变温度下,体心立方铁的点阵参数是2.863埃,而面心立方铁的点阵参数是3.591埃。,这表明铁在加热到一定温度时出现收缩,本节小结,1、典型金属的晶体结构 bcc, fcc,
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