1、金屬的晶體結構一、金屬1、 原子間三種結合方式：離子鍵、共價鍵、金屬鍵。2、 金屬鍵沒有飽和性和方向性，所以金屬原子可以達到緊密排列。3、 各類晶體的配位數最大為12，致密度最大為74%。面心立方晶格和密排六方晶格屬于最緊密排列的晶格。因為面心立方比體心立方致密度大，所以鐵從常溫加熱膨脹過程中，當轉變為鐵（面心立方晶體結構）時，會出現體積忽然縮小的現象；溫度升高轉變為鐵（體心立方結構）時，體積忽然膨脹的現象。4、 原子以離子鍵和共價鍵結合不能達到緊密排列的狀態，因為這種結合方式對原子周圍的原子數有一定限制。5、 當大量金屬原子結合成固體時，為使固態金屬具有最低能量，大量原子必須保持在一定的平衡

2、距離。這是金屬原子趨于規則排列的重要原因。二、金屬的晶體結構6、 晶體的特性：有固定的熔點和凝固點；各向異性。7、 一般金屬都是多晶體。8、 由兩個以上晶粒組成的晶體是多晶體。只有一個晶粒的晶體的單晶體。9、 晶粒是由一個晶核長大的晶體。晶核是尺寸大于等于臨界尺寸的晶胚。晶胚即冷卻液中的相起伏。10、 多晶體中晶粒的位向是任意的，晶粒的各向異性被抵消，所以一般情況下整個晶體不顯示各向異性。11、 晶體結構相同但位向不同的晶粒之間的界面稱為晶界。12、 三種最常見的晶體結構：面心立方、體心立方、密排六方。13、 面心立方晶格和密排六方晶格屬于最緊密排列的晶格。14、 面心立方體晶格的最大間隙為八

3、面體間隙。15、 體心立方晶格的間隙有八面體間隙和四面體間隙兩種。16、 體心立方的致密度比面心立方晶格的低，但它的間隙數量多，每個間隙的直徑比面心立方晶格的小。17、 金屬的同素異構轉變：少數晶體具有多種晶體結構。金屬由一種晶體結構向另一種晶體結構轉變稱為同素異構轉變。是一種相變，也叫重結晶。18、 同素異構轉變也是形核和長大的過程。這種固態下的相變結晶叫重結晶。三、實際金屬的晶體結構19、 晶體結構缺陷對金屬的性能，特別對對結構敏感的性能有重大影響。20、 晶體缺陷分為點缺陷、線缺陷、面缺陷。21、 點缺陷分為空位、間隙原子、置換原子。22、 所有點缺陷都會造成晶格畸變，對金屬性能產生影響

4、。23、 點缺陷會加速金屬的擴散過程。因此所有與擴散有關的相變、化學熱處理、高溫下的塑性變形和斷裂都與點缺陷有密切關系。24、 點缺陷是一種熱平衡缺陷。即在一定溫度下有一個平衡濃度。25、 一定溫度下，異類原子形成的間隙原子和置換原子缺陷的平衡濃度稱為固溶度和溶解度。通常置換原子的固溶度要比間隙原子的大的多。26、 線缺陷主要是各種型式的位錯。最基本的類型有兩種：刃型位錯和螺旋位錯。27、 線缺陷對金屬的強度、斷裂和塑性變形起著決定性作用。28、 單位體積中所包含的位錯線的長度稱為位錯密度。29、 位錯密度和強度的關系如右圖：30、 如果金屬中不存在位錯，它將具有極高的強度，高達13400MP

5、a；退火態工業純鐵強度低于300PMPa，相當于圖中m處強度；合金化（即固溶強化）、加工硬化和熱處理可以增加位錯密度，提高金屬的強度。31、 面缺陷包括外表面和內界面兩種。內界面又包括晶界、亞晶界、孿晶界、堆垛層錯和相界。32、 晶界是兩個晶體結構相同，位向不同的晶粒的界面。有小角度晶界和大角度晶界之分。多晶體金屬材料中的晶界多屬于大角度晶界。大角度晶界的界面能遠高于小角度晶界的界面能，所以大角度晶界的遷移速度比小角度晶界大。33、 相界是具有不同晶體結構的兩相之間的分界面。相界結構分為三類共格界面、半共格截面、非共格界面。34、 亞結構和亞晶界含義是廣泛的。它們泛指尺寸比晶粒更小的細微組織和這些組織的分界面。它們可以在凝固時形成，可在形變時形成，也可在回復再結晶時形成，還可以在固態相變時形成。亞結構為小角度晶界。如形變亞結構和形變退火時形成的亞晶和它們之間的界面都屬于此類。35、 晶界上存在晶格畸變，對金屬材料的塑性變形起阻礙作用。宏觀表現為金屬具有更高的強度和硬度。36、 由于界面能的存在，使晶界熔點低于晶體內部，且易于腐蝕和氧化。37、 晶界上空位、位錯等缺陷多，因此原子擴散快，在發生相變時，新相晶核總是在晶界上形成。通常也有少量晶核在