《金属晶体》教学课件
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课件21张PPT。金属晶体金属晶体金属晶体晶胞：从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分。是能够反映晶体结构特征的基本重复单位。 晶胞与晶体
砖块与墙
蜂室与蜂巢金属晶体 金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。主要有三种晶体类型。A1 A2 A31.等径圆球的密堆积 由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。非密置层? ?????? ???? ?? 密置层 在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围 6 个球相切，在中心的周围形成 6 个凹位，将其算为第一层。 等径圆球的密堆积方式有A3型最密堆积，A1型最密堆积。 第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5 位。(或对准 2，4，6 位，其情形是一样的) 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。 下图是A3型六方紧密堆积的前视图A第一种是将球对准第一层的球 于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积---A3型。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )面心立方紧密堆积的前视图A 第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积—A1型。 配位数 12 。
( 同层 6， 上下层各 3 ) ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？
我们来加以说明。这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%。 还有一种空间利用率稍低的堆积方式—A2型---立方体心堆积：立方体 8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。 配位数 8 ，空间利用率为68.02%。2. 常见三种密堆积的晶胞
体心立方结构晶胞面心立方结构晶胞 六方密堆结构晶胞 晶胞中粒子数的求算方法：（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞；（2）处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1/4属于该晶胞；（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1/2属于该晶胞；（4）处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。 (1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。
微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 (2)面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4(3)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质 。 合金一般是将各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而制得的。1)具有超导性质的合金，如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn，V3Si，NbN等
2)具有特殊电学性质的金属间化合物，如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半导体材料用
3)具有强磁性的合金物，如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，Y等）和Co的化合物，具有特别优异的永磁性能合金的特性：4)具有奇特吸释氢本领的合金（常称为贮氢材料），如 LaNi5，FeTi，R2Mg17和R2Ni2Mg15。(R等仅代表稀土 La，Ce，Pr，Nd或混合稀土）是一种很有前途的储能和换能材料。
5)具有耐热特性的合金，如Ni3Al，NiAl，TiAl，Ti3Al，FeAl，Fe3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等不仅具有很好的高温强度，并且，在高温下具有比较好的塑性合金的特性：6)耐蚀的合金，如某些金属的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蚀介质中仍很耐蚀，若通过表面涂覆方法，可大大提高被涂覆件的耐蚀性能；
7)具有形状记忆效应、超弹性和消震性的合金，如 TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al等已在工业上得到应用。合金的特性：
砖块与墙
蜂室与蜂巢金属晶体 金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。主要有三种晶体类型。A1 A2 A31.等径圆球的密堆积 由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。非密置层? ?????? ???? ?? 密置层 在一个层中，最紧密的堆积方式，是一个球与周围 6 个球相切，在中心的周围形成 6 个凹位，将其算为第一层。 等径圆球的密堆积方式有A3型最密堆积，A1型最密堆积。 第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5 位。(或对准 2，4，6 位，其情形是一样的) 关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。 下图是A3型六方紧密堆积的前视图A第一种是将球对准第一层的球 于是每两层形成一个周期，即 AB AB 堆积方式，形成六方紧密堆积---A3型。 配位数 12 。 ( 同层 6，上下层各 3 )面心立方紧密堆积的前视图A 第四层再排 A，于是形成 ABC ABC 三层一个周期。 得到面心立方堆积—A1型。 配位数 12 。
( 同层 6， 上下层各 3 ) ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？
我们来加以说明。这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%。 还有一种空间利用率稍低的堆积方式—A2型---立方体心堆积：立方体 8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。 配位数 8 ，空间利用率为68.02%。2. 常见三种密堆积的晶胞
体心立方结构晶胞面心立方结构晶胞 六方密堆结构晶胞 晶胞中粒子数的求算方法：（1）处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞；（2）处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1/4属于该晶胞；（3）处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1/2属于该晶胞；（4）处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。 (1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。
微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6 (2)面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。
微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4(3)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。
微粒数为：8×1/8 + 1 = 2 合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质 。 合金一般是将各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而制得的。1)具有超导性质的合金，如Nb3Ge，Nb3Al，Nh3Sn，V3Si，NbN等
2)具有特殊电学性质的金属间化合物，如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半导体材料用
3)具有强磁性的合金物，如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，Y等）和Co的化合物，具有特别优异的永磁性能合金的特性：4)具有奇特吸释氢本领的合金（常称为贮氢材料），如 LaNi5，FeTi，R2Mg17和R2Ni2Mg15。(R等仅代表稀土 La，Ce，Pr，Nd或混合稀土）是一种很有前途的储能和换能材料。
5)具有耐热特性的合金，如Ni3Al，NiAl，TiAl，Ti3Al，FeAl，Fe3Al，MoSi2，NbBe12。ZrBe12等不仅具有很好的高温强度，并且，在高温下具有比较好的塑性合金的特性：6)耐蚀的合金，如某些金属的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蚀介质中仍很耐蚀，若通过表面涂覆方法，可大大提高被涂覆件的耐蚀性能；
7)具有形状记忆效应、超弹性和消震性的合金，如 TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al等已在工业上得到应用。合金的特性：