1672晶體結構(參考版)
2024-10-11 15:42本頁面
【正文】 2. 晶體缺陷（點、線、面缺陷，位錯等概念）。 2. 固溶體、化合物的晶體結構及性能特點。 鑄錠組織 小結 本章重點 1. 晶體結構的基本概念：晶體，晶格，晶胞，三種常見的金屬晶格。 ② 并非任何情況下都希望得到細晶粒，例如硅鋼片、高溫加熱電阻材料等。 振動的作用：使樹枝晶破碎，晶核數(shù)增加，晶粒細化。 1）控制過冷度 鑄造澆鑄時降低澆鑄溫度，用金屬型、石墨型代替砂型等增加 ΔT。 晶粒度的控制 2）變質處理 在金屬澆鑄前向液態(tài)金屬內加變質劑（形核劑）促進大量非自發(fā)形核，細化晶粒。 1）形核率 N： 2）長大速度 G： 指單位時間內生長的長度。 晶粒度 1 2 3 4 5 6 7 8 單位面積晶粒數(shù) （個 /mm2） 16 32 64 128 256 512 1024 2048 晶粒平均直徑 （ μm ） 250 177 125 88 62 44 31 22 指單位時間單位體積內形成晶核的數(shù)目。 晶粒大小的控制 167。 其它金屬也有各自的晶粒度標準。 純鐵具有同素異構轉變，可以形成體心立方和面心立方兩種晶格的同素異晶體。有以下 特點 ： 167。此現(xiàn)象也稱為相起伏。 ③ 存在成分起伏現(xiàn)象 ：即固溶體合金的液體中微小體積范圍內偏 離液相平均成分現(xiàn)象。 ① 存在短程有序現(xiàn)象 ：即液體中微小體積范圍內存在著緊密接觸規(guī)則排列的原子團，一瞬間又變成另外的原子團。 結晶時，還受 結構條件 影響。 二 . 結晶過程 三 . 結晶的條件 物質中的 自由能自動向外界釋放出其多余的能量。 樹枝狀生長是最常見的長大方式，如圖所示。 2）結晶時會放出結晶潛熱。 x f s 凝固狀態(tài)的影響因素 2） 熔融液體的冷卻速度 冷卻曲線 t T T0 Tn 理論結晶溫度 開始結晶溫度 }?T 過冷度 ?T= T0 Tn 純金屬結晶的條件就是應當有一定的過冷度 （克服界面能） 一 .結晶冷卻曲線和過冷度 ① 過冷度 ΔT—— 理論結晶溫度 T0與實際結晶溫度 Tn之差： ΔT＝ T0－ Tn ② 冷卻速度越大過冷度越大。 凝固時的冷卻速度愈大，降溫快，特快的冷卻速度，原子擴散受到制約，使形核困難，凝固后易得到非晶體。反之不利于結晶。 圖 3－ 1。 純金屬的結晶 熔融液體的 粘度 和 冷卻速度 影響到凝固后得到晶體還是非晶體。 結晶 指具有固定的熔點和凝固點， 凝固后形成晶體物質的過程 。 金屬的結晶與同素異構轉變 金屬材料的凝固是最典型的結晶。 晶界特點 1） 晶界 →畸變，晶界能 →向低能量狀態(tài)轉化，晶粒長大、晶界變直 →晶界面積減小 2） 阻礙位錯運動 → σb↑ →細晶強化 3） 位錯、空位等缺陷多 →晶界擴散速度高 4） 晶界能量高、結構復雜 →容易滿足固態(tài)相變的條件 →固態(tài)相變首先發(fā)生地 5） 化學穩(wěn)定性差 →晶界容易受腐蝕 6） 微量元素、雜質富集 面缺陷能提高金屬材料的強度 ,晶界越多，晶粒越細，金屬的塑性變形能力越大，塑性越好。 三 . 面缺陷 ① 晶界 ：指晶粒之間必然形成的交界面。 金屬強度與位錯密度的關系 ② 亞晶界 ：指亞晶粒之間形成的交界面。 金屬強度與位錯密度的關系是：位錯的存在可降低理想晶體的強度，大量的位錯又可使其強度提高。 二 . 線缺陷 線缺陷就是晶格中的 位錯現(xiàn)象 。 ? 點陣畸變 常見的位錯類型有 刃型位錯、螺型位錯 等。 點缺陷 —— 在三個方向上尺寸都很小 線缺陷 —— 在二個方向上尺寸很小 面缺陷 —— 在一個方向上尺寸很小 晶體中存在空位、間隙原子、置換原子都是晶格的點缺陷，它們會導致“ 晶格畸變 ”的現(xiàn)象，如圖所示。 單晶體示意圖 單晶體鐵彈性 模量 E的差異 一 .點缺陷 167。 單晶體與多晶體 ① 位向
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