【正文】 76。 As， Sb， Bi 6 正方晶系 (四方 ) a=b≠c， a=β=γ=90176。因此，每種空間點(diǎn)陣都可以形成無(wú)限多的晶體點(diǎn)陣（晶體結(jié)構(gòu)）。 立方晶系的晶向指數(shù) 立方晶系的晶向指數(shù)可用 [uvw]來(lái)表示 。 通常，采用晶面指數(shù)來(lái)確定晶面在晶體中的位向。 圖 39 立方晶系的主要晶面指數(shù) 圖 310 立方晶系 {100}、 {110}和 {111}晶面族 晶面與晶向的關(guān)系 當(dāng)某一晶向 [uvw]位于或平行于某一晶面 (hkl)時(shí)，必然滿足以下關(guān)系： hu+kv+lw=0 反之，根據(jù)此關(guān)系也可判定某晶向是否位于或平行于某晶面。 密排六方晶胞的晶格常數(shù)有兩個(gè) ， 一個(gè)是正六邊形底面的邊長(zhǎng) a， 另一個(gè)是上下底面的距離 （ 即晶胞高度 ） c， c和 a的比值 (即 c/a， 稱為軸比 )約為 。 圖 312 三種典型晶格配位數(shù)示意圖 典型晶格配位數(shù)示意圖 (a)體心立方 (b)面心立方 (c)密排六方 致密度 一個(gè)晶胞內(nèi)原子所占體積與晶胞體積之比 ，稱之為 致密度 。間隙的位置、大小和數(shù)量均與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。 試計(jì)算銅的原子體密度。 圖 318 體心立方單胞（ 110）面 （ a） 遮影面（ b） 單胞原子數(shù) 圖 319 面心立方單胞（ 111）面 （ a） 遮影面 （ b） 單胞原子數(shù) 體心立方： 原子的數(shù)目為： 4 188。 aa1212 ??aa2212??aa31212 ???aa1212 ??aa21212???aa3212?? 多晶型性與同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 多晶型性或同素異構(gòu)性 :具有兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)的這種性質(zhì)。 發(fā)生多晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，材料的性能將發(fā)生突變。 多晶體的偽 各向同性 ；單晶的各向異性 。 微晶、準(zhǔn)晶與液晶 微晶 準(zhǔn)晶 液晶 微晶 快速凝固的晶態(tài)合金與普通鑄造合金相比，晶粒尺寸小得多。準(zhǔn)晶不同于非晶態(tài)，也是遵循形核長(zhǎng)大規(guī)律完成液固轉(zhuǎn)變，相變過(guò)程受原子擴(kuò)散控制。 圖 322 二維晶胞的密排圖形 液晶 液晶 ：又稱為介晶態(tài)相，其分子既不像固體中那樣三維有序，也不像液體中那樣完全無(wú)序，而是介于兩者之間的狀態(tài)，由于液晶中呈現(xiàn)著某種有序狀態(tài)，所以它是各 異向性的。 由兩個(gè)組元組成的合金稱為 二元合金 ，由三個(gè)組元組成的合金稱為 三元合金 ，由三個(gè)以上組元組成的合金稱為 多元合金 。 組織 ：是指用肉眼或顯微鏡所觀察到的不同組成相的形狀 ，分布及各相之間的組合狀態(tài) ， 常稱之為具有特殊形態(tài)的微觀形貌 。 合金相可分為 固溶體 和 中間相 (又稱金屬化合物 )兩大類。 根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑中的固溶能力可分為 : 有限固溶體和無(wú)限固溶體。 圖 327 大 (a)小 (b)置換原子引起的晶格畸變 （ 2）電負(fù)性因素 電負(fù)性 是指原子接受電子以形成負(fù)離子的能力 。 兩元素的電負(fù)性相差越大，則它們之間的化學(xué)親和力越強(qiáng)，越傾向于形成化合物，而不利于形成固溶體。 所以，溶質(zhì)的原子價(jià)越高，其固溶度越低。一般情況下，由于上述多因素的影響，各元素間大多只能形成 有限固溶體 。 圖 326 間隙固溶體的晶格畸變 3. 有序固溶體及固溶體的 微觀不均勻性 在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下，固溶體的成分在宏觀上是均勻的，但從微觀來(lái)看，其溶質(zhì)原子的分布往往是不均勻的。 固溶強(qiáng)化是金屬?gòu)?qiáng)化的重要方式之一 。 中間相 的特點(diǎn)和分類 大多數(shù)中間相是以金屬鍵混以其它典型結(jié)合鍵 (離子鍵 、 共價(jià)健和分子鍵 )方式相結(jié)合 ， 中間相一般具有較高的熔點(diǎn) 、 硬度和脆性 ， 因此 ， 含有中間相的合金強(qiáng)度 、 硬度 、 耐磨性及耐熱性提高 ， 但塑性和韌性降低 。 如 Mg2Si、Mg2Sn、 ZnS、 ZnSe、 SiC等 。如果它們彌散分布于固溶體基體上，則將使合金得到強(qiáng)化。熔點(diǎn)和硬度都很高 ,塑性較差 ,是許多有色金屬中的強(qiáng)化相 . 表 312 常見(jiàn)的電子化合物及其結(jié)構(gòu)類型 合金系 電 子 濃 度 β 相 γ 相 ε 相 晶 體 結(jié) 構(gòu) 體心立方晶格 復(fù)雜立方晶格 密排六方晶格 CuZn CuZn Cu5Zn8 CuZn3 CuSn Cu5Sn Cu31Sn8 Cu3Sn CuAl Cu3Al Cu9Al4 Cu5Al3 CuSi Cu5Si Cu31Si8 Cu3Si FeAl FeAl NiAl NiAl 322114( ) 2113 742112( ) 3．間隙相與間隙化合物 間隙相和間隙化合物是由過(guò)渡族金屬元素與碳、氮、氫、硼等原子半徑較小的非金屬元素形成的金屬化合物。 應(yīng)當(dāng)指出，間隙相與間隙固溶體之間有本質(zhì)區(qū)別。因而間隙相是高合金鋼和硬質(zhì)合金中的重要組成相。 5 2527 1577 1227 表 314 鋼中常見(jiàn)碳化物的硬度及熔點(diǎn) （ 2）間隙化合物 當(dāng)非金屬原子半徑與金屬原子半徑之比大于 ，則形成具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的金屬化合物，由于此時(shí)非金屬原子也位于晶格間隙中，故稱之為 間隙化合物 。它們也具有很高的熔點(diǎn)和硬度，因而也是鋼中重要的強(qiáng)化相。 點(diǎn)缺陷 點(diǎn)缺陷的特點(diǎn)是在三維尺度上都很小 ， 一般不超過(guò)幾個(gè)原子間距 。 脫離平衡位置的原子大致有三個(gè)去處。 圖 336 空位 (a)及間隙原子 (b)的晶格畸變區(qū) 2．間隙原子 位于晶格間隙中的原子即為 間隙原子 。 3．置換原子 占據(jù)在原來(lái)基體原子平衡位置上的異類原子稱為置換原子 。 空位 和 間隙原子的運(yùn)動(dòng) 是晶體中產(chǎn)生擴(kuò)散的重要方式。 1. 位錯(cuò)的類型 兩種基本類型： 刃型位錯(cuò) 和 螺型位錯(cuò) 。 圖 338 晶體局部滑移形成的刃型位錯(cuò) (2)螺型位錯(cuò) 按螺旋形排列的原子錯(cuò)排區(qū)域稱為螺型位錯(cuò)。符合右手螺旋法則的稱為右螺型位錯(cuò)，符合左手螺旋法則的稱為左螺型位錯(cuò)。這一特征可用于判斷一個(gè)位錯(cuò)是否為刃型位錯(cuò)。 圖 343 螺型位錯(cuò)柏氏矢量的確定 實(shí)際晶體的柏氏回路 (b)完整晶體的相應(yīng)回路 混合位錯(cuò)的特點(diǎn) 混合位錯(cuò)的柏氏矢量既不垂直也不平行于位錯(cuò)線 ， 而是與位錯(cuò)線交成不同角度 。 (a)刃型位錯(cuò)的滑移 (b)螺型位錯(cuò)的滑移 (c)混合位錯(cuò)的滑移 圖 346 位錯(cuò)滑移導(dǎo)致晶體滑移的示意圖 位錯(cuò)的滑移與晶體的滑移 晶體的滑移運(yùn)動(dòng)不是整個(gè)滑移面上的全部原子同時(shí)一齊移動(dòng)，而是通過(guò)位錯(cuò)中心及其附近的少量原子沿柏氏矢量作小于一個(gè)原子間距的微量位移而逐步實(shí)現(xiàn)的。 包括晶體的外表面 (即通常所說(shuō)的表面或自由表面 )和內(nèi)界面兩類，其中內(nèi)界面又包括晶界、亞晶界、孿晶界、相界和層錯(cuò)等。將單位表面面積上新增加的能量稱為 表面能 ，它與表面張力為同一數(shù)值。 亞晶粒之間的界面叫 亞晶界 。亞晶界屬于小角度晶界。 圖 353 大角晶界模型 （ 3）晶界特性 晶界上的原子由于排列不規(guī)則而處于較高的能量狀態(tài)。 晶界具有一系列不同于晶粒內(nèi)部的特性： （ 1） 常溫下 ， 晶界對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用 ， 使材料具有較高的塑性變形抗力 。 （ 4） 當(dāng)材料中加入某些微量元素時(shí) ， 那些能降低晶界能的元素 ， 將優(yōu)先富集于晶界 ， 這種現(xiàn)象叫內(nèi)吸附 ， 以區(qū)別于外表面的吸附 。 根據(jù)相界面上的原子與相鄰兩相晶格的匹配情況 ,相界可分為 共格 、 半共格 和 非共格 三種類型 。而在急冷條件下，雖然形核與長(zhǎng)大的結(jié)晶過(guò)程受到抑止，但也發(fā)生了連續(xù)地整體的凝固，卻得到了保留液態(tài)短程有序結(jié)構(gòu)的 非晶態(tài)金屬 或稱之為 金屬玻璃 。為了研究晶體中原子排列的規(guī)律性，可以將原子抽象為幾何點(diǎn)，用空間點(diǎn)陣、晶格和晶胞來(lái)代表原子規(guī)則排列的狀況。