1、第一節(jié) 金屬與非金屬(2) 一、定義：核外電子、分類(lèi) 二、結(jié)合鍵（化和鍵） 共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵、范德瓦爾鍵 三、金屬特性 1. 導(dǎo)電性 2. 導(dǎo)熱性 3. 延展性 4. 正的電阻溫度系數(shù) 5. 金屬光澤,第一章 金屬的晶體結(jié)構(gòu),第二節(jié) 晶體與非晶體 一、概念：原子排列、金屬晶體 晶體是指其原子呈規(guī)則排列的固態(tài)物體。在自然界中，包括金屬在內(nèi)的大多數(shù)固體物質(zhì)都屬于晶體。天然晶體往往會(huì)具有規(guī)則的幾何外形，如鉆石、寶石、水晶等，冰花、雪花、食鹽等也容易看到規(guī)則的幾何外形。但金屬晶體及其制品，一般則看不到規(guī)則的幾何外形。 少數(shù)物質(zhì)，如玻璃、松香、木材、棉花等屬于非晶體，其內(nèi)部的原子則是散亂分布，至多

2、有些局部存在短程規(guī)則排列。 由于晶體中的原子呈一定規(guī)則周期性的重復(fù)排列，造成晶體在性能上區(qū)別于非晶體的一些重要特性：（1）晶體可具有規(guī)則的幾何外形；（2）晶體具有固定的熔點(diǎn)；（3）晶體具有各向異性。 二、相互轉(zhuǎn)化 晶體向非晶體的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用 非晶體向晶體的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用,第三節(jié) 金屬晶體結(jié)構(gòu)(2) 一、晶體結(jié)構(gòu)模型 1. 球體幾何模型 2. 點(diǎn)陣幾何模型 3. 晶胞幾何模型 晶格中選取一個(gè)最基本的幾何單元來(lái)表達(dá)晶體規(guī)則排列的形式特點(diǎn),如圖1-1c.組成晶格的這種最基本的幾何單元稱(chēng)為晶胞.晶胞的大小和形狀常以晶胞的棱便邊長(zhǎng)度a、b、c(稱(chēng)作晶格常數(shù))和棱邊間互相夾角、來(lái)表示.晶格常數(shù)以為計(jì)量單位 二、

3、布拉菲點(diǎn)陣 7個(gè)晶系14種布拉菲點(diǎn)陣模型,三、常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu) 1. 體心立方晶格 動(dòng)畫(huà)演示 體心立方晶格的晶胞模型如圖1-2所示。其晶胞是一個(gè)立方體，晶胞得三個(gè)棱邊長(zhǎng)度a=b=c，通常只用一個(gè)晶格常數(shù)a表示即可。三個(gè)晶軸之間夾角均為90。在體心立方晶胞的每個(gè)角上和晶胞中心都排列有一個(gè)原子。體心立方晶胞中屬于單個(gè)晶胞的原子數(shù)為（1/8）812個(gè)（如圖1-2）。 在體心立方晶胞中，原子沿立方體對(duì)角線(xiàn)緊密地接觸排列，長(zhǎng)度為 a ，等于4個(gè)原子半徑，所以體心立方晶格的原子半徑 r a/4。 具有體心立方晶格的金屬有-Fe、Cr、V、Nb、Mo、W、-Ti等。,2. 面心立方晶格 ,3. 密排六方晶格

4、 動(dòng)畫(huà)演示 密排六方晶格的晶胞模型如圖1-4所示。在晶胞的12個(gè)角上各有一個(gè)原子，構(gòu)成六方體，上、下底面的中心各有一個(gè)原子，晶胞內(nèi)還有三個(gè)原子。晶格常數(shù)用柱體高度c和六邊形的邊長(zhǎng)a兩個(gè)晶格常數(shù)來(lái)表示，c與a之比c/a稱(chēng)為軸比，典型的密排六方晶格中 c/a /31.633。密排六方晶胞中屬于單個(gè)晶胞的原子數(shù)為(1/6)12(1/2)23=6個(gè)（如圖1-4）。 對(duì)于典型的密排六方晶格金屬，相互相鄰的兩個(gè)原子緊密的接觸排列，長(zhǎng)度為a，等于兩個(gè)原子半徑，所以密排六方晶格的原子半徑r=a/2。 具有密排六方晶格的金屬有Mg、Zn、Be、Cd、-Ti、-Co等。,四、典型晶格的致密度和配位數(shù) 金屬晶體的一

5、個(gè)特點(diǎn)是趨于最緊密的排列，所以晶格中原子排列的緊密程度是反映晶體結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)重要因素。通常用兩個(gè)參數(shù)來(lái)表征，一個(gè)是配位數(shù)，一個(gè)是致密度。 (一)配位數(shù) 配位數(shù)是指晶體中任意一個(gè)原子周?chē)罱徢业染嚯x的原子的數(shù)目。配位數(shù)越大，晶體中的原子排列便越緊密。 (二)致密度 球體幾何模型中，把原子看作剛性圓球，原子與原子結(jié)合時(shí) 之間必然存有空隙。晶體中原子排列的緊密程度可用原子所占體積與晶體體積的比值來(lái)表示，稱(chēng)為晶體的致密度。 即： 致密度=晶體中原子所占體積/晶體體積= 單個(gè)晶胞中原子所占體積/晶胞體積 晶體的致密度越大，晶體原子排列密度越高，原子結(jié)合越緊密。,表1-1是三種典型金屬晶格的計(jì)算數(shù)據(jù)。

6、由表列數(shù)據(jù)可見(jiàn)，不論從配位數(shù)還是致密度來(lái)看，面心立方晶格和密排六方晶格的原子排列都是最緊密的，在所有晶體結(jié)構(gòu)中屬最密排排列方式。體心立方晶格次之，屬次密排排列方式。 表1-1 三種典型晶格的數(shù)據(jù),五、晶體結(jié)構(gòu)中的間隙 三種典型晶體結(jié)構(gòu)的間隙分四面體間隙和八面體間隙兩種，體心立方間隙位如圖（圖1-25）間隙半徑為0.291和0.145；面心立方間隙位如圖（圖1-26）間隙半徑為0.225和0.414；密排六方間隙位如圖（圖1-27）間隙半徑同面心立方也為0.225和0.414。,第四節(jié) 典型晶體晶面、晶向分析(2) 一、定義 在晶體中，過(guò)各原子中心所構(gòu)成的不同方位上的原子面稱(chēng)為晶面，過(guò)各原子中心

7、所構(gòu)成不同方向上的原子列稱(chēng)為晶向。 二、晶面指數(shù) 以立方晶格位例，確定晶面指數(shù)的方法包括如下四個(gè)步驟： 1.設(shè)坐標(biāo) 在立方晶格中，沿晶胞的相互垂直的三條棱邊設(shè)主參考坐標(biāo)x、y、z。 2.求截距 以晶胞的棱邊長(zhǎng)度即晶格常數(shù)為單位，確定待求晶面在各坐標(biāo)軸上的截距值。 3.取倒數(shù) 將所求三截距值取倒數(shù)，取倒數(shù)的目的是為了避免晶面指數(shù)出現(xiàn)。 4.化整數(shù) 將所取三倒數(shù)按比例化為最小整數(shù)，用圓括號(hào)（ ）括起，便得到所求晶面的晶面指數(shù)。晶面指數(shù)的一般形式用（hkl）表示。,圖1-5為立方晶體中三個(gè)最具有意義的晶面的晶面指數(shù)。其中晶面A在三個(gè)坐標(biāo)軸上的截距分別為1、，取其倒數(shù)為1、0、0，故其晶面指數(shù)為（10

8、0）。晶面B在三個(gè)坐標(biāo)軸上的截距分別為1、1、1，取其倒數(shù)為1、1、1，則其晶面指數(shù)為（111）。,三、晶向指數(shù) 以立方體晶格為例，確定晶向指數(shù)的方法包括如下三個(gè)步驟： 1.設(shè)坐標(biāo) 方法同晶面指數(shù)，但一般使所設(shè)坐標(biāo)軸的原點(diǎn)O位于待定晶向的直線(xiàn)上。 2.求坐標(biāo)值 以晶格常數(shù)為單位，求待定晶向上任兩點(diǎn)的三坐標(biāo)值.（也可采用坐標(biāo)平移，以原點(diǎn)引平行直線(xiàn)或求待定晶向上取兩點(diǎn)差值等方法求待定晶向的坐標(biāo)值）。 3.求差值 前點(diǎn)坐標(biāo)值減后點(diǎn)坐標(biāo)值。 4.化整數(shù) 將所求三個(gè)坐標(biāo)值按比例化為最小整數(shù)，用方括號(hào) 括起，即得出所求晶向的晶向指數(shù)。晶向指數(shù)的一般形式用uvw表示。,立方晶體中三個(gè)最具有代表意義的晶向的晶向指數(shù)。其中晶向OA的A結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為（1，0，0），其晶向指數(shù)為100。OB晶向的B結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為（1，1，0），其晶向指數(shù)為110。OC晶向的C結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為（1，1，1），其晶向指數(shù)為111。,四、晶體的各向異性(1) 1.定義：晶體沿不同方向或面性能不同的現(xiàn)象