最新版金属材料与热处理课件(完美版)金属的晶体结.ppt
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1、知识目标知识目标 1 1了解晶体的基本概念了解晶体的基本概念; 2 2掌握金属晶体最常见的三种晶格结构掌握金属晶体最常见的三种晶格结构; 3 3了解晶体缺陷的类型及其对金属性能的影响;了解晶体缺陷的类型及其对金属性能的影响; 4. 了解晶粒大小对金属力学性能的影响以及细化了解晶粒大小对金属力学性能的影响以及细化晶粒的措施;晶粒的措施; 5. 了解常用合金的结晶规律和结晶相图了解常用合金的结晶规律和结晶相图。金属的晶体结构金属的晶体结构纯金属的结晶纯金属的结晶合金的晶体结构与结晶合金的晶体结构与结晶项目项目晶体晶体非晶体非晶体定义定义 原子呈有序、有规则排列的物质 原子呈无序、无规则堆积的物质
2、性能性能特点特点 具有规则的几何形状 有一定的熔点,性能呈各向异性 没有规则的几何形状 有固定的熔点,性能呈各向同性 典型典型物质物质 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶 晶体和非晶体的对比晶体和非晶体的对比1.1.晶格、晶胞和晶格常数晶格、晶胞和晶格常数 为了形象地表示晶体中原子排列的规律,人为地将原子简化为一个质点,再用假想的线将它们连接起来,形成的能反映原子排列规律的空间格架。晶晶 格:格: 晶体中能够完整地反映晶体特征的最小几何单元称为晶胞。晶晶 格:格: 晶胞的棱边长度。晶格常数晶格常数:2 2. .晶面和晶向晶面和晶向 在金属晶体中,由原子构成的
3、面,称为晶面: 通过两个或两个以上原子中心的直线,代表晶格空间的一定方向,称为晶向。立方晶格中不同方向的晶面与晶面指数立方晶格中不同方向的晶面与晶面指数立方晶格中不同方向的晶向与晶向指数立方晶格中不同方向的晶向与晶向指数 具有一定晶格类型的金属在晶体的各个晶面与晶向上原子排列的紧密程度是不同的,致使原子间的相互作用也就不同,因而使晶体在不同方向上的性能产生差异,这就是金属晶体产生各向异性的原因。名称名称结构特点结构特点晶胞示意图晶胞示意图典型金属典型金属体心立方晶格 晶胞是一个立方体,原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)及铁(-Fe)等面
4、心立方晶格 晶胞是一个立方体,原子位于立方体的八个顶点和六个面的中心金 ( A u ) 、 银(Ag)、铜(Cu)、铝 ( A l ) 、 铅(Pb)、镍(Ni)、及铁(-Fe)等名称名称结构特点结构特点晶胞示意图晶胞示意图典型金属典型金属密排六方晶格 晶胞是一个正六棱柱,原子除排列于柱体的每个顶点和上、下两个底面的中心外,正六棱柱的中心还有三个原子镁 ( M g ) 、 铍( B e ) 、 镉(Cd)、锌(Zn)等1.1.单晶体与多晶体单晶体与多晶体 如果晶体内部的晶如果晶体内部的晶格方位(即原子排列的格方位(即原子排列的方向)完全一致,则这方向)完全一致,则这种晶体称为单晶体。种晶体称为
5、单晶体。 由许多晶粒组成的由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。晶体称为多晶体。多晶体示意图多晶体示意图2 2. .晶体中的缺陷晶体中的缺陷2 2) 线缺陷线缺陷 3 3) 面缺陷面缺陷1 1) 点缺陷点缺陷 晶体中位错密度的变化以及位错在晶体内的运动对金属的强度、塑性变化及组织转变等都有着极为重要的影响。金属强度与位错密度的关系如图所示,从图中可以看出,当金属处于退火状态( = 106 108 cm-2 )时,强度最低。位错密度的增加或降低都能提高金属的强度。冷塑性变形后的金属,其位错密度增高,强度增高。知知识识链链接接金属强度与位错密度的关系金属强度与位错密度的关系热分析法装置热分析法装置1热电
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