莹石(CaF2)型结构(a)晶胞图(b)[CaF8]多面体图(c)[FCa4]多面体图典型的离子晶体结构第63页，共122页，星期日，2025年，2月5日金红石(TiO2)型结构(a)负离子多面体图(b)晶胞图?方石英型结构典型的离子晶体结构第64页，共122页，星期日，2025年，2月5日离子晶体第65页，共122页，星期日，2025年，2月5日离子晶体纳离子氯离子第66页，共122页，星期日，2025年，2月5日第67页，共122页，星期日，2025年，2月5日2）共价晶体的结构由同种非金属元素的原子或异种元素的原子以共价键结合而成的无限大分子强度高、硬度高、脆性大、熔点高、沸点高和挥发性低，结构比较稳定，导电能力较差陶瓷（无机非金属）的晶体结构金刚石型（单质型）、ZnS型（AB型）和SiO2型（AB2型）ZnSSiO2金刚石第68页，共122页，星期日，2025年，2月5日分子晶体第69页，共122页，星期日，2025年，2月5日分子晶体第70页，共122页，星期日，2025年，2月5日分子晶体第71页，共122页，星期日，2025年，2月5日分子晶体第72页，共122页，星期日，2025年，2月5日1、单晶体与多晶体单晶体：内部原子排列规律相同、晶格位向一致的晶体纯铁内部结构示意图多晶体：由位向不同的多晶粒组成的晶体结构晶粒：实际使用的金属材料是由许多彼此方位不同、外形不规则的小晶体组成，这些小晶体称为晶粒。1.2实际材料中的晶体结构与缺陷第73页，共122页，星期日，2025年，2月5日沿晶断口铅锭宏观组织晶粒的尺寸，钢铁材料一般为10－1～10－3mm左右，所以必须在显微镜下才能观察到，因此也叫“显微组织”。有色金属如铜、铝、锡、锌等晶粒，一般都比钢铁的晶粒大些，通常肉眼可以看见。第74页，共122页，星期日，2025年，2月5日点缺陷线缺陷面缺陷按晶体缺陷的几何特征可分为：理想晶体：原子排列是完全规则的。实际晶体：由于有杂质、原子的热振动，晶体内部的原子在局部一定尺寸范围内存在着不规则排列的现象，即晶体缺陷。2、晶体缺陷第75页，共122页，星期日，2025年，2月5日（1）点缺陷因杂质、原子热运动、形变或高能辐射等造成。间隙原子空位置换原子点缺陷示意图第76页，共122页，星期日，2025年，2月5日（2）线缺陷---位错因位错的存在，实际晶体的强度比理论强度低3～4个数量级。几乎无晶体缺陷的晶须，实际强度与理想晶体强度接近。位错的基本形式：刃型位错螺型位错第77页，共122页，星期日，2025年，2月5日材料的塑性变形是通过位错的运动来实现的。位错滑移的阻力越小，材料的塑性越好，强度越低。相反，设法提高位错滑移的阻力，是强化材料的基本途径。★金属塑性变形与位错运动的关系第78页，共122页，星期日，2025年，2月5日退火软钢---104?106/cm2冷变形或淬火钢---1010?1012/cm2晶须---理想晶体(没有位错)拉伸强度＝14000MPa实际金属拉伸强度=400MPaρoσ材料强度与位错密度的关系位错密度ρ:
材料单位体积中位错的总长度。第79页，共122页，星期日，2025年，2月5日（3）面缺陷晶界：多晶体中晶粒与晶粒之间的过渡区，晶界处原子排列呈不规则的排列，使晶界处于高能量状态，即不稳定状态。是杂质原子的集散地。第80页，共122页，星期日，2025年，2月5日大角度晶界---晶界小角度晶界---亚晶界晶界与亚晶界结构示意图第81页，共122页，星期日，2025年，2月5日晶体缺陷破坏了晶体的完整性，晶格畸变，能量增高，使晶体处于不稳定状态。没有晶体缺陷的晶体（理想晶体），强度最高。晶须是人工合成的强度最高的材料。一般材料中，晶体缺陷越多，强度、硬度越高，塑性、韧性下降。晶体缺陷的存在，使材料的耐腐蚀性下降。（4）晶体缺陷对材料性能的影响第82页，共122页，星期日，2025年，2月5日L→S过程包括：形核和长大形核和长大交替进行。获得大小不等的多晶组织，位向不同。只有一个晶核时形成单晶。金属凝固过程二、金属的结晶（1）金属的结晶过程第83页，共122页，星期日，202