【正文】 R MONGOLIA UNIVERSITY 選取晶胞的原則： Ⅰ) 要充分反映整個(gè)空間點(diǎn)陣的周期性和對(duì)稱性； Ⅱ ） 平行六面體內(nèi)相等的棱和角的數(shù)目應(yīng)最多； Ⅲ ） 以上兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上 ， 直角的數(shù)目應(yīng)最多； Ⅳ ）在滿足上條件，晶胞應(yīng)具有最小的體積。 為了確定和區(qū)別晶體中不同方位的晶向和晶面，國(guó)際上通常采用米勒指數(shù)來統(tǒng)一標(biāo)定晶向指數(shù)和晶面指數(shù)。 ② 負(fù)值意義：表示同一晶向的相反方向。 指數(shù)看特征，正負(fù)看走向 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 立方晶系中具有代表性的晶向： INNER MONGOLIA UNIVERSITY 2 晶面指數(shù)的標(biāo)定 INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY 關(guān)于晶面指數(shù)的說明： INNER MONGOLIA UNIVERSITY {100}=(100)+(010)+(001) INNER MONGOLIA UNIVERSITY {111}=(111)+ + + (1 1 1 ) (111 ) (1 11 )INNER MONGOLIA UNIVERSITY {110}=(110)+(101)+(011)+ + + (110) (101) (011)INNER MONGOLIA UNIVERSITY 3 六方晶系指數(shù)的標(biāo)定 建立坐標(biāo)軸（兩種） 三坐標(biāo)軸（不能顯示對(duì)稱性） 四坐標(biāo)軸（ hkil） INNER MONGOLIA UNIVERSITY 四坐標(biāo)軸（ h k i l） 晶面指數(shù)：截距倒數(shù) 指數(shù)之間的關(guān)系：h+ k = i 三坐標(biāo)軸與四坐標(biāo)軸指數(shù)可互相轉(zhuǎn)換。 指數(shù)之間的關(guān)系：u+ v = t INNER MONGOLIA UNIVERSITY 六方晶系晶向及晶面指數(shù)的確定 （ 四坐標(biāo)與三座標(biāo)的關(guān)系 ） INNER MONGOLIA UNIVERSITY 晶帶 相交于同一晶向（或平行于同一晶向）的所有晶面的組合稱為晶帶； 晶帶軸 該晶向稱為晶帶軸； 晶帶面 同一晶帶軸中的晶面為晶帶面； 晶帶面的法線均與晶帶軸垂直。 指數(shù)小，面密度大，晶面間距大； 指數(shù)大，面密度小，晶面間距較小。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 在面心立方點(diǎn)陣中（ 110）晶面的隱藏面 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 判斷有無隱藏面的條件 點(diǎn)陣 類型 無隱藏晶面 的條件 有隱藏晶面 的條件 體心立方 bcc h＋ k+l＝偶數(shù) h＋ k+l＝奇數(shù) 面心立方 fcc h、 k、 l全奇 數(shù)或全偶數(shù) h、 k、 l不全奇數(shù)或不全偶數(shù) 有隱藏面的面間距公式為： （立方晶系的面間距 ） dhkl = 222 lkh2 a ??bcc（ 110）無；（ 111）、（ 100）有 結(jié)論 fcc （ 111）無；（ 110）、（ 100）有 隱 藏 面 INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY 6 晶面夾角 （ 1）晶向與晶面的夾角： 2 2 2 2 2 2u h v k w lu v w h k l??? ? ? ? ?s i n φ =① 指數(shù)相同的晶向與晶面相互垂直。 fcc或 A1） 二 .體心立方結(jié)構(gòu)（ bodycentered cubic bcc或 A2） 三 .密排六方結(jié)構(gòu)（ hexagonal closedpacked。 配位數(shù)：距任一原子最近鄰且等距離的原子個(gè)數(shù)。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY fcc配位數(shù)： 12 ??? ???? ?33424 π a34K = 0 .7 4aFcc致密度： INNER MONGOLIA UNIVERSITY 二、體心立方結(jié)構(gòu) αFe、 W、 Mo、 Cr、 V…….. 30 種元素。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 兩種二維排列方式 INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY {111}晶面族沿著 111方向呈 ABCABCABC… 堆垛 如 晶面一定沿著 方向呈 ABCABCABC… 堆垛 (111) [111]fcc結(jié)構(gòu)中原子密排面及其堆垛： INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY bcc結(jié)構(gòu)中原子密排面及其堆垛： {110}晶面族沿著 110方向呈 ABABAB… 堆垛 INNER MONGOLIA UNIVERSITY hcp結(jié)構(gòu)中原子密排面及其堆垛： {0001}晶面族沿著 0001方向呈 ABABABAB… 堆垛 如 （ 0001）晶面一定沿著 [0001]方向呈 ABABAB… 堆垛 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 五、晶體結(jié)構(gòu)中的間隙 INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY 面心立方結(jié)構(gòu)中的間隙 : INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY 一 . 面心立方結(jié)構(gòu)中的間隙 1 .八面體間隙 ◆ 構(gòu)成 ： 如圖 210a ◆ 間隙位置及坐標(biāo)： 各條棱的中點(diǎn)處，其中一個(gè)間隙的坐標(biāo)是： （ ， ， ） ◆單胞內(nèi)間隙個(gè)數(shù)： 4個(gè) ◆八面體間隙半徑： r八面體 = a－ a= 21 21 2121 42 1 .八面體間隙 ◆ 構(gòu)成 ： （正八面體） ◆間隙位置及坐標(biāo)： 各條棱的中點(diǎn)處，其中一個(gè) 間隙的坐標(biāo)是： ◆單胞內(nèi)間隙個(gè)數(shù)： ◆八面體間隙半徑： r八面體 = 或表示為： （ B間隙原子 , A 金屬原子） 21 a a 0 . 1 4 6 a24??111( , , )2221N 1 2 1 44? ? ? ?0 . 4 1 4rrAB ?INNER MONGOLIA UNIVERSITY 2 .四面體間隙 ◆ 構(gòu)成 :正四面體 ◆ 間隙位置及坐標(biāo) : 空間對(duì)角線方向 或 處。其中一個(gè)坐標(biāo)是： ?BAr 0 .1 5rINNER MONGOLIA UNIVERSITY 2. 四面體間隙 ◆ 構(gòu)成 :（非正四面體） ◆ 間隙位置及坐標(biāo)： 各棱中點(diǎn)連線的 或 處。 結(jié)論 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu) (晶體缺陷） 缺陷：點(diǎn)缺陷；線缺陷；面缺陷 理想狀態(tài)的完整晶體而言，即晶體中所有的原子都在各自的平衡位置，處于能量最低狀態(tài)。通常把這種偏離完整性的區(qū)域稱為晶體缺陷。 [2] 線缺陷（ line defect）：特征是在兩個(gè)方向上尺寸很小 ,另外一個(gè)方面上很大，又稱一維缺陷，如各類 位錯(cuò) 。 實(shí)際中，三類缺陷往往共存，聯(lián)系與制約，對(duì)性能產(chǎn)生影響。 間隙原子： 位于晶體點(diǎn)陣間隙的原子。 1. 點(diǎn)缺陷的類型 有序合金中的錯(cuò)位 INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY ?點(diǎn)陣結(jié)點(diǎn)上的原子熱振動(dòng) —— 起伏漲落 —— 跳離其原來的位置 —— 點(diǎn)陣中形成空結(jié)點(diǎn) —— 空位 空位的形成： 空位形成引起點(diǎn)陣畸變，亦會(huì)割斷鍵力，故空位形成需能量，空位形成能（ ΔEV）為形成一個(gè)空位所需能量。 （ b）弗蘭克爾（ Frenkel）缺陷 :離位原子進(jìn)入晶體間隙（形成等量的間隙原子）。 肖特基缺陷是最表面的原子位移到一個(gè)新的位置，晶體內(nèi)不伴隨填隙原子產(chǎn)生。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 空位的移動(dòng) INNER MONGOLIA UNIVERSITY 有序合金中的錯(cuò)位 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 化學(xué)缺陷 置換式 填隙式 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 晶體中的各種點(diǎn)缺陷： 1大的置換原子； 2肖脫基空位； 3異類間隙原子； 4復(fù)合空位； 5－弗蘭克爾空位； 6小的置換原子 空位和間隙原子作為缺陷，引起點(diǎn)陣對(duì)稱性的破壞，必然造成其在附近一個(gè)區(qū)域內(nèi)的彈性畸變；空位產(chǎn)生后，其周圍原子間的相互作用力失去平衡，因而它們都要朝著空位中心作一定程度的松弛（調(diào)整），使空位周圍出現(xiàn)彈性畸變區(qū)，使晶體內(nèi)能升高；點(diǎn)缺陷形成與溫度有關(guān)，隨溫度升高，空位和間隙原子的數(shù)量增多，所以也稱為熱缺陷。 原因： 點(diǎn)缺陷的存在一方面造成 點(diǎn)陣畸變 ，使晶體的內(nèi)能升高，降低熱力學(xué)穩(wěn)定性，另一方面增大了原子排列的混亂程度，并改變了其周圍原子的振動(dòng)頻率，引起組態(tài)熵和振動(dòng)熵的改變，使晶體 熵值增大 ，增加了晶體的熱力學(xué)穩(wěn)定性。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY F=U－ TS ΔF=nΔS ΔS=ΔSC+n 上式表示的是空位平衡濃度和空位形成能以及溫度之間的關(guān)系，由于間隙原子的形成能較大，在相同溫度下，間隙原子濃度比空位濃度小的多，通?？梢院雎圆挥?jì)，所以一般情況下，金屬晶體的點(diǎn)缺陷主要是指空位。 2） 500℃ 下的平衡空位濃度。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 3. 點(diǎn)缺陷對(duì)金屬性能的影響 點(diǎn)缺陷主要影響金屬的物理性能： 比體積：形成肖脫基空位時(shí)，原子遷移到晶體表面上的新位置，導(dǎo)致晶體體積增加，密度減小。 電阻率：有缺陷的晶體中，晶格周期性被破壞，對(duì)電子產(chǎn)生強(qiáng)烈散射，導(dǎo)致晶體電阻率增加?？瘴粚?duì)金屬加工工藝有影響，比如表面熱處理、均勻化退火、燒結(jié)等，顯然這與高溫的時(shí)候空位平衡濃度較高有關(guān)，增大了原子遷移概率、加快原子擴(kuò)散速度等。 根據(jù)原子的滑移方向和位錯(cuò)線取向的幾何特征不同，位錯(cuò)分為 刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)和混合位錯(cuò)。 INNER