1.2 金属的结构与结晶

第二节 金属的结构与结晶

一、晶体与晶格1. 晶体与晶格的概念

固态物质按内部质点(原子或分子) 排列的特点分为晶体与非晶体。自然界 中除少数物质(如石蜡、沥青、普通玻 璃、松香等)外，绝大多数无机非金属 物质都是晶体，一般情况下，金属及其 合金多为晶体结构。但晶体与非晶体在 一定条件可相互转换。

晶体 的概念就是原子(或分子)按一定的 几何规律作周期性地排列；大多数的金 属是晶体。

非晶体 则是无规则的堆积在一起。非 晶体则如松香、玻璃、沥青。

[晶体]——内部质点在三维空间按一定 的规律周期性地排列； [非晶体]——内部质点是散乱排列的。

[金属中的原子堆垛]:为便 于表述晶体内原子的排列规 律，我们把原子看成刚性小 球，金属晶体就是由这些刚 性小球堆垛而成的 。

[晶格]:把原子看成一个结点，然后用 假想的线条将这些结点连结起来，便构 成了一个有规律性的空间格架称晶格 [晶胞]:晶格中能完全反映晶格特征的 最小几何单元称晶胞。晶胞中各棱边的 长度a、b、c称为晶格常数。 由于晶体中原子重复排列的规律性， 因此晶胞可以表示晶格中原子排列的特 征。

金属—晶格—晶胞— 原子

2. 晶格类型[体心立方晶格]: 体心立方晶格的晶胞是一个立方体， 立方体的八个顶角和立方体的中心各有 一个原子。 具有体心立方晶格的金属有：α-Fe (温度低于912℃的铁)、铬(Cr)、钨 (W)、钼(Mo)、钒(V)、β-Ti(温 度在883~1668℃的钛)等。

体心立方晶格

体心立方晶格

[面心立方晶格]:面心立方晶格的晶胞是一个立 方体，立方体的八个顶角和六个面 的中心各有一个原子。 属于面心立方的金属有：γ -Fe (温度在912~1394℃的铁)、铝 (Al)、铜(Cu)、银(Ag)、金 (Au)、镍(Ni)等。

面心立方晶格

面心立方晶格

[密排六方晶格]:密排六方晶格的晶胞是一个上下底面为 正六边形的六柱体，在六柱体的十二个顶角 和上、下底面的中心各有一个原子，六柱体 的中间还有三个原子。 具有密排六方晶格的金属有：镁(Mg)、 锌(Zn)、α -Ti(温度低于883℃的钛)、 镉(Cd)、铍(Be)等。

[密排六方晶格]:密排六方晶格的晶胞是一个上下 底面为正六边形的六柱体，在六柱体的 十二个顶角和上、下底面的中心各有一 个原子，六柱体的中间还有三个原子。 具有密排六方晶格的金属有：镁 (Mg)、锌(Zn)、α -Ti(温度低于 883℃的钛)、镉(Cd)、铍(Be)等。

原子排列

晶胞

晶胞中的原子数

密排立方晶格

密排立方晶格

密排六方晶格的晶胞是一个上下 底面为正六边形的六

柱体，在六 柱体的十二个顶角和上、下底面 的中心各有一个原子，六柱体的 中间还有三个原子。 具有密排六方晶格的金属有： 镁(Mg)、锌(Zn)、α -Ti (温度低于883℃的钛)、镉 (Cd)、铍(Be)等。