材料科学基础-第二章-材料中的晶体结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,11924C,第二章材料中的晶体结构,第一节晶体学基础,第二节纯金属的晶体结构,第三节离子晶体的结构,第四节共价晶体的结构,11924C,第一节晶体学基础,一、空间点阵和晶胞,图2-1晶体结构,a)晶体b)晶格c)晶胞,11924C,第一节晶体学基础,图2-2在同一点阵中选取不同的晶胞,11924C,第一节晶体学基础,图2-3晶胞、晶轴和点阵矢量,11924C,第一节晶体学基础,表2-114种布拉菲点阵与七个晶系,二、晶系和布拉菲点阵,11924C,第一节晶体学基础,图2-414种布拉菲点阵的晶胞,1.晶向指数,三、晶向指数和晶面指数,11924C,第一节晶体学基础,2.晶面指数,图2-5晶向指数的确定,11924C,第一节晶体学基础,图2-6晶面指数的确定,11924C,第一节晶体学基础,图2-9(012)和(1,23),晶面的确定,11924C,第二节纯金属的晶体结构,一、典型金属的晶体结构,图2-10面心立方结构,a)刚性球模型b)晶胞模型c)晶胞中的原子数(示意图),11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-11体心立方结构,a)刚性球模型b)晶胞模型c)晶胞中的原子数(示意图),11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-12密排六方结构,a)刚性球模型b)晶胞模型c)晶胞中的原子数(示意图),11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-13面心立方结构中原子的堆垛方式a)晶面的堆垛b)面心立方晶胞,1.原子的堆垛方式,11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-14密排六方结构中原子的堆垛方式,a)晶面的堆垛b)密排六方晶胞,11924C,第二节纯金属的晶体结构,表2-2三种典型金属晶体结构的特征,2.点阵常数,表2-3一些重要金属的点阵常数,3.晶胞中的原子数,4.配位数和致密度,5.晶体结构中的间隙,11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-15面心立方结构中的间隙,a)八面体间隙b)四面体间隙,11924C,第二节纯金属的晶体结构,11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-17密排六方结构中的间隙,a)八面体间隙b)四面体间隙,11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-18面心立方结构中间隙的刚球模型,a)四面体间隙b)八面体间隙,表2-4三种典型晶体结构中的间隙,11924C,第二节纯金属的晶体结构,表2-4三种典型晶体结构中的间隙,11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-19纯铁加热时的膨胀曲线,解：由于-Fe的致密度为0.68，-Fe的致密度为0.74，,二、多晶型性,11924C,第二节纯金属的晶体结构,即-Fe中的总空隙量比-Fe大。初看上去，似乎-Fe中可以溶解更多的碳，但如仔细计算-Fe和-Fe中的间隙尺寸，,11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-20-Fe中(100)晶面上碳原子所处的,间隙位置(0，1/2，0),11924C,第二节纯金属的晶体结构,三、晶体结构中的原子半径,1.温度与压力的影响,2.结合键的影响,3.配位数的影响,表2-5原子半径与配位数的关系,11924C,第二节纯金属的晶体结构,图2-21元素的原子半径与原子序数的关系,11924C,第三节离子晶体的结构,一、离子晶体的主要特点,二、离子半径、配位数和离子的堆积,表2-6离子半径比、配位数与负离子配位多面体的形状,11924C,第三节离子晶体的结构,三、离子晶体的结构规则,1.负离子配位多面体规则鲍林第一规则,2.电价规则鲍林第二规则,11924C,第三节离子晶体的结构,图2-22MgO晶格中的配位多,面体镁氧八面体Mg,的连接方式,11924C,第三节离子晶体的结构,3.关于负离子多面体共用点、棱与面的规则,四、典型离子晶体的结构,1.NaCl晶型,图2-23典型二元离子晶体的结构,a)NaCl型b)CsCl型c)立方ZnS型d)六方ZnS型e)Ca,型f)金红石Ti,型,11924C,第三节离子晶体的结构,2.CsCl晶型,3.闪锌矿(立方ZnS)晶型,4.纤锌矿(六方ZnS)晶型,5.萤石(CaF,2,)晶型,6.金红石(TiO,2,)晶型,11924C,第三节离子晶体的结构,图2-24A,l,2,O,3,的晶体结构,11924C,第四节共价晶体的结构,一、共价晶体的主要特点,二、典型共价晶体的结构,1.金刚石晶型,2.ZnS晶型,3.SiO,2,晶型,11924C,第四节共价晶体的结构,图2-25金刚石的结构,11924C,第四节共价晶体的结构,图2-26白硅石的结构,11924C,第四节共价晶体的结构,1.回答下列问题：,2.有一正交点阵的,a,=,b,，,c,=,a,/2。,3.立方晶系的111、110、123晶面族各包括多少晶面?写出它们的密勒指数。,4.写出六方晶系的102晶面族中所有晶面的密勒指数，在六方晶胞中画出110、101晶向和(102)晶面，并确定(102)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。,5.根据刚性球模型回答下列问题：,11924C,第四节共价晶体的结构,6.用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。,7.求下列晶面的晶面间距，并指出晶面间距最大的晶面：,8.回答下列问题：,9.回答下列问题：,10.已知离子晶体NaF中Na,+,与F,-,离子的原子序数分别为11和9，其屏蔽常数均为4.52，外层电子主量子数n均为2，实验测得NaF的离子间距离为23.1nm，试求Na,+,与F,-,的离子半径。,11924C,第四节共价晶体的结构,11.化合物CsBr具有CsCl的结构。,12.已知Na,+,和Cl,-,的半径分别为0.097nm和0.181nm，请计算NaCl中钠离子中心到：最近邻离子中心间的距离；最近邻正离子中心间的距离；第二个最近的Cl,-,离子中心间的距离；第三个最近的Cl,-,离子中心间的距离；它最近的等同位置间的距离。,13.根据NaCl的晶体结构及Na,+,和Cl,-,的原子量，计算氯化钠的密度。,14.计算离子晶体中配位数为3的最小离子半径比R,+,/R,-,。,15.根据NaF的离子半径数据说明其晶体的结构型式和正离子的配位数。,