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常见金属的晶体有哪些?其结构特征如何?

2016-04-15 15:56:00

  常见金属的晶体有体心立方、面心立方及密排六方等三种典型的晶格形式。这三种晶体结构的若干常数列于表1-3中。

 
晶粒类型及特性参数
晶体类型 点阵常数 晶胞中原子数 配位数 致密度
体心立方 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.体心立方晶格
  体心立方晶格的晶胞是一个正六面体(即立方体),其晶格常数a=b=c,α=β=γ=90°所以,通常只用一个常数a表示即可(见图1-2)。
  由图可见,在一个体心立方晶胞中,立方体的每个顶角上都有一个原子,共八个顶角就有八个原子,在立方体中心还有-个原子,似乎一个体心立方晶胞应由九个原子组成。但是,分析表明在--个体心立方晶胞中,实际只有两个原子。因为每个顶角上的原子,同属于与其相邻的八个晶胞所共有,故对每个晶胞来说,它只占有1/8个1而只有中心的那个原子,才完全属于该晶胞所独有。所以,在体心立方晶格的一个晶胞中,实际所包含的原子数为8X1/8+1=2个。
  具有这种晶格的常见金属有a-铁、铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)等。

2.面心立方晶格
  面心立方晶格的晶胞也是一个立方体,其晶格常数a=b=c,α=β=γ=90°。所以,只有一个常数a即可表示该晶格的特征(见图1-3)。
  由图可见,在一个面心立方晶胞中,八个顶角各有一个原子,在六面体的六个面的中心处各有一个原子,似乎一个面心立方晶胞是由8+6=14个原子所组成。然而,分析表明每个顶角上的原子都同属于相邻的八个晶胞所共有,六个面上的原子也同属于与该面相邻的两个晶胞所共有。因而,在面心立方晶格的一个晶胞中,实际包含的原子数为8x1/8+6x1/2=4个。
  具有这种晶格的常见金属有Y-铁、铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、铅(PD)、金(An)、银(Ag)等。

3.密排六方晶格
密排六方晶格的晶胞是个六方柱体,上下两个面呈六边形,六个侧面呈长方形。其晶胞通常需用两个晶格常数来表示,一个是六方底面的边长a,另一个是两个底面间的离度c(见图1-4)。分析表明,对密排立方晶格来说,只有当其轴比c/a=1.633时,其晶格内原子真正是密集地排列着。
  在密排六方晶格的一个晶胞中,每个顶角的原子均同属于相邻六个晶胞所共有,上下底面中心的原子则同属于相邻两个晶胞所共有,只有上下面之间的三个原子才属该晶胞所独有。因此,在一个密排六方晶胞中,实际包含的原子数为1/6*6+2x1/2+3=6。
  具有这种晶格的常见金属有锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be),镉(Cd)、钛(TO等。

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