材料科学基础教程市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件.pptx

*,第一章 金属的结构,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 材料结构,本章提要,结合键与材料性质,晶体学基本概念,纯金属晶体结构,合金晶体结构,1,第1页,第一章 材料结构第一节 材料结合方式,1.1.1 化学键,化学键,组成物质质点相互作用力。,共价键,共用电子对,有饱和性与方向性。,共价晶体,高熔点，高强度，很好绝缘性。,2,第2页,2.,离子键,得失电子形成,没有方向性和饱和性,离子晶体,高熔点，高硬度，导电（熔融）,3,第3页,3.,金属键,原子共用自由电子形成,无饱和性和方向性。,金属晶体,原子排列密度高，能变形，导电，导热。,4,第4页,金属原子结构特点,外层电子少，易失去。,有自由电子。,金属离子与自由电子形成键。,金属键无方向性,有良好塑性,有固溶能力,5,第5页,4.,范德瓦尔键,分子间静电引力形成，分子键,聚合物链间,没有方向性和饱和性,分子晶体,如冰、干冰等,熔点低，硬度小,6,第6页,1.1.2 工程材料键性,图1-4,7,第7页,第二节 晶体学基础,1.2.1 晶体与非晶体,晶体,：物质质点在三维空间作有规律周期性重复排列所形成物质。,长程有序,晶体特征,：,各向异性、固定熔点、产生电子衍射等。,8,第8页,Al 原子微观排列,9,第9页,单晶体各向异性,10,第10页,1.2.2空间点阵,1.点阵、阵点与晶格,空间点阵,：将理想晶体抽象为无数相同质点（原子等中心），其在空间排列称为空间点阵，简称点阵。,阵点,：点阵中单个质点。,晶格,：将阵点用一系列平行直线连接起来组成空间格架。,11,第11页,2.晶胞,晶胞,：组成点阵最基本单元。,晶胞选择依据,：反应点阵规律,反应点阵对称性。,平衡六面体内各角与棱尽可能相等。,棱之间尽可能为直角。,晶胞体积最小。,12,第12页,3.晶胞参数：,晶格常数、,晶轴间角、,4.七个晶系与十四种Bravis点阵,13,第13页,14,第14页,1.2.3 晶向指数与晶面指数,基本概念,晶面,：,晶体中由一系列原子组成平面。,晶向,：,任意两个原子之间连线所指方向。,晶向指数与晶面指数,：,标明晶面与晶向空间方位排列统一方法。,15,第15页,试写出以下晶向指数uvw,16,第16页,晶向族,平行且同向晶向指数相同。,方向相反晶向指数为相反数。,用,代表全部原子排列相同但空间位向不一样晶向，称,晶向族,。,17,第17页,正交系惯用晶向指数,18,第18页,2.晶面指数,三步法确定晶面指数,（hkl）,取坐标,求截距,求倒数、化整,19,第19页,试写出以下晶面指数（hkl）,20,第20页,晶面族,平行晶面指数相同,指数互为相反数时，晶面法线反向,用,hkl,代表空间位向不一样，但原子排列情况完全相同晶面，称为,晶面族,。,21,第21页,立方系惯用晶面指数,22,第22页,111四面体,D,A,B,C,23,第23页,3.六方晶系晶面指数与晶向指数四轴坐标,晶面指数,同于立方系方法,晶向指数,转换法,u=1/3（2U-V）,v=1/3（2V-U）,t=-(u+v）,w=W,24,第24页,六方系惯用晶面与晶向,25,第25页,4.晶带与晶带定理,晶带,：由与某一晶向直线平行及全部相交于该晶向直线,全部晶面,组成,集合,。该直线称为该晶体带轴。,晶带定理,：,在立方晶系中，若晶面（hkl）晶带轴是uvw，则必有,hu+kv+lw=0,反之亦然。,26,第26页,5.晶面间距,27,第27页,课后练习,在立方晶胞中画出：,四个111晶面和六个110晶面,八个晶向和12个晶向,上述对应晶面与晶向之间有什么特殊位置关系？,写出与六方晶系中 101，111及001对应四轴指数,-,-,-,28,第28页,第三节 材料晶体结构,1.3.1 经典金属晶体结构,体心立方、面心立方、密排六方结构,B.C.C.F.C.C.H.C.P.,29,第29页,晶胞中原子数,原子半径,配位数,致密度,原子堆垛方式,晶体结构中间隙,30,第30页,1.晶胞中原子数,31,第31页,2.原子半径,32,第32页,3.配位数,配位数：一个原子周围最近邻而且等距离原子个数。,FCC,CPH,33,第33页,4.致密度晶胞中原子所占体积,体心立方,面心立方,密排六方,34,第34页,5.原子堆垛,单击看动画,体心立方原子堆垛密排面110,35,第35页,36,第36页,密排六方与面心立方原子堆垛,密排面原子排列特点密排面111，（0001）,原子形成密集堆积堆积位置能够是 A,B或者C,37,第37页,面心立方晶胞中密堆积面,38,第38页,面心立方与密排六方堆垛差异,39,第39页,密排六方原子堆垛,40,第40页,面心立方原子堆垛,41,第41页,6.晶体结构中间隙,体心立方结构间隙,42,第42页,面心立方结构间隙,43,第43页,密排六方结构间隙,44,第44页,7.多晶型性,多晶型性及多晶型转变：,一个材料,含有几个不一样晶体结构性质,称多晶型性。,当改变温度或压力时，晶体从一个结构转变为另一个结构，称,多晶型转变,。,意义：,热处理工艺基础经过改变结构而改变性能,多晶型转变体积改变,45,第45页,纯铁多晶型转变及体积改变,46,第46页,