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常見金屬的晶體有哪些?其結(jié)構(gòu)特征如何?

2016-04-15 15:56:00

  常見金屬的晶體有體心立方、面心立方及密排六方等三種典型的晶格形式。這三種晶體結(jié)構(gòu)的若干常數(shù)列于表1-3中。

 
晶粒類型及特性參數(shù)
晶體類型 點陣常數(shù) 晶胞中原子數(shù) 配位數(shù) 致密度
體心立方 a 1/8*8+1=2 8 0.68
面心立方 a 1/8*8+1/2*6=4 12 0.74
密排六方 a*c(c/a=1.633) 1/6*6*2+1/2*2+3=6 12 0.74

1.體心立方晶格
  體心立方晶格的晶胞是一個正六面體(即立方體),其晶格常數(shù)a=b=c,α=β=γ=90°所以,通常只用一個常數(shù)a表示即可(見圖1-2)。
  由圖可見,在一個體心立方晶胞中,立方體的每個頂角上都有一個原子,共八個頂角就有八個原子,在立方體中心還有-個原子,似乎一個體心立方晶胞應(yīng)由九個原子組成。但是,分析表明在--個體心立方晶胞中,實際只有兩個原子。因為每個頂角上的原子,同屬于與其相鄰的八個晶胞所共有,故對每個晶胞來說,它只占有1/8個1而只有中心的那個原子,才完全屬于該晶胞所獨有。所以,在體心立方晶格的一個晶胞中,實際所包含的原子數(shù)為8X1/8+1=2個。
  具有這種晶格的常見金屬有a-鐵、鉻(Cr)、鎢(W)、鉬(Mo)、釩(V)等。

2.面心立方晶格
  面心立方晶格的晶胞也是一個立方體,其晶格常數(shù)a=b=c,α=β=γ=90°。所以,只有一個常數(shù)a即可表示該晶格的特征(見圖1-3)。
  由圖可見,在一個面心立方晶胞中,八個頂角各有一個原子,在六面體的六個面的中心處各有一個原子,似乎一個面心立方晶胞是由8+6=14個原子所組成。然而,分析表明每個頂角上的原子都同屬于相鄰的八個晶胞所共有,六個面上的原子也同屬于與該面相鄰的兩個晶胞所共有。因而,在面心立方晶格的一個晶胞中,實際包含的原子數(shù)為8x1/8+6x1/2=4個。
  具有這種晶格的常見金屬有Y-鐵、銅(Cu)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鉛(PD)、金(An)、銀(Ag)等。

3.密排六方晶格
密排六方晶格的晶胞是個六方柱體,上下兩個面呈六邊形,六個側(cè)面呈長方形。其晶胞通常需用兩個晶格常數(shù)來表示,一個是六方底面的邊長a,另一個是兩個底面間的離度c(見圖1-4)。分析表明,對密排立方晶格來說,只有當(dāng)其軸比c/a=1.633時,其晶格內(nèi)原子真正是密集地排列著。
  在密排六方晶格的一個晶胞中,每個頂角的原子均同屬于相鄰六個晶胞所共有,上下底面中心的原子則同屬于相鄰兩個晶胞所共有,只有上下面之間的三個原子才屬該晶胞所獨有。因此,在一個密排六方晶胞中,實際包含的原子數(shù)為1/6*6+2x1/2+3=6。
  具有這種晶格的常見金屬有鋅(Zn)、鎂(Mg)、鈹(Be),鎘(Cd)、鈦(TO等。

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