3.金属晶体：失去价电子的金属正离子与组成电子云的自由电 子之间产生的静电引力使金属原子结合在一起，从而形成了金属 晶体。
二、常见金属的晶体结构类型
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
常见金属的晶体结构（90％）
（1）体心立方晶格 bcc
铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)和α-Fe(温度小于912℃纯铁)。
面和晶向中原子分布的特点，这样有必要给各种晶面和晶向定出一定的 符号，以表示出它们在晶体中的方向，从而便于分析，晶面和晶向的这 种符号分别叫“晶面指数”和“晶向指数”。
晶向：各个方向上的原子列。 晶面：原子面
（一）晶面指数的确定
⑴ 如图 设晶格中，某一原子为原点，通过该点平行于晶胞的三棱边作OX、 OY、OZ三坐标轴，以晶格常数a、b、c分别作为相应的三个坐标轴上的度量 单位，求出所需确定的晶面在三坐标轴上的截距；
相指数[100]。
同理：OD晶向指数[010],OA为[001]。
同样 [100]代表方向相同的一组晶向,
晶向指数的确定
而<100>则代表方向不同但原子排列 相同的晶向
四、晶面和晶向原子密度
晶面
晶向
不同晶面或晶向上原子密度不同,引起性能 不同的现象称谓各向异性。
如体心立方晶格的铁晶体，在<111>方向的 E＝290000MN/m2，在<100>方向
2.金属晶体中的晶面和晶向
晶面
晶向
通过原子中心的平面 通过原子中心的直线所指的方向
Z Z
c
b a
c
Y
b a
Y
X
X
3.金属晶体的特性
（1）有确定的熔点
温 度
熔点
非晶体
晶体
时间
晶体和非晶体的熔化曲线
（2）各向异性
Z
Z
Y
Y
X
X
三、晶面及晶向指数
在研究金属晶体结构的细节及其性能时，往往需要分析它们的各种晶
非晶体 —— 原子无规则堆积，也称为 “过冷液体” 。
晶体
金刚石、NaCl、冰 等。
非晶体 ： 蜂蜡、玻璃 等。
液体
二、晶格、晶胞和晶格常数
1．晶体结构 晶体中原子（离子或分子 ）在空间的具体排列。
2．阵点（结点） 把原子（离子或分子）抽 象为规则排列于空间的几何 点，称为阵点或结点。
晶体结构
● 晶体结构 原子（离子）的刚球模型
⑶ 将三个坐标值按比例化为最小整数，加一方括号，即为所求 的晶面指数，其
一般形式[uvw]。
如：AB的晶向指数：过O作一平行直线OP,
其上任一点的坐标（1，1，0）,这样所求
AB的晶向指数即为[110]；
OB：本身过原点不必作平行线，其上任一
点的坐标（111），其晶向指数[111]；
OC：其上任一点C的坐标（100），其晶
3．DBEG面：截距1，1，∞； 倒数 1，1，0，晶面指数（110）
4．DCFG面：截距1，∞，∞；倒数1，0，0， 晶面指数（100）
值得注意：晶面指数，并非仅指一晶格中的某一个晶面，而是泛指 该晶格中 所有那些与其相平行的位向相同的晶面。
在一种晶格中，如果某些晶面，虽然
它们的位向不同，但原子排列相同。
8．晶格常数
晶胞的棱边长度数，其中a、b 、c称为晶格常数或点阵常数。
其大小用A来表示（1A=10-8cm）
若a=b=c，α=β=γ=90°这种晶胞就称为简单 立方晶胞。具有简单立方晶胞的晶格叫做简单 立方晶格。
晶
胞
Z
c
b
a
Y
X
晶格常数 a，b，c
⑵ 将所得三截距之值变为倒数；
⑶ 再将这三个倒数按比例化为最小整数并加
上一圆括号
即为晶面指数。
一般表示形式：（hkl) 。
晶面指数的确定
1．PBEQ面：在三坐标轴上的截距分别是1/2，1，∞；
截距倒数分别是：2，1，0；化为最小整数后的晶面指数（210）
2．AGE面： 截距1，1，1； 倒数1，1，1 ，晶面指数（111）
面心立方晶胞
Z
c
a
X
bY
晶格常数：a=b=c； ===90
晶胞原子数： 4 原子半径：
致密度：0.74
（3）密排六方晶格 hcp
C（石墨）、Mg、Zn 等
晶格常数 底面边长a 底面间距c 侧面间角120 侧面与底面夹角90
晶胞原子数：6
原子半径：a/2
致密度：0. 74
铍(Be)、镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)
体心立方晶胞 （体心立方晶格最 小单位）
Z
c
a a 2r
a
bY
X
晶格常数：a=b=c； ===90
晶胞原子数： 2
原子半径：
致密度：0.68 致密度=Va /Vc，其中 Vc:晶胞体积a3 Va:原子总体积24r3/3
（2）面心立方晶格 fcc
铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)和γ-Fe等（温度在1394℃～912℃纯 铁)。
9 晶格的致密度：是指其晶胞中所包含的原子所占有的 体积与该晶胞体积之比。
§2 金属晶体结构
一、金属的特性和金属键
1.金属键：金属原子间的结合键。特点是电子公有化。电子云
2.电子云：当金属原子结合成晶体时，价电子不再被束 缚在各个原子上，而是在整个晶体内运动， 从而形成电子云。导电，导热，高强度和塑 性，紧密排列和对称。
原子中心位置
点阵（晶格）模型
晶胞
3．点阵 在空间的排列方式称为空 间点阵（简称点阵）。
4．晶面 点阵中的结点所构成的平 面。
5．晶向 点阵中的结点所组成的直 线。
晶体结构
6．晶格
把点阵中的结点假想用一系列
平行直线连接起来构成空间格子称
为晶格。
晶胞
7．晶胞 构成晶格的最基本单元。 由于晶体中原子排列的规律 性，可以用晶胞来描述其排列 特征。
如（100）、（010）及 （001）等，这时
若不必要予以区别时，可把这些晶面统
用{100}表示。
即：（hkl)这类符号系指某一确定位向的
晶面指数；
而{hkl}则可指所有那些位向不同而原子排
晶面指数的确定
列相同的晶面指数。
（二） 晶向指数的确定
⑴ 通过坐标原点引一直线，使其平行于所求的晶向；
⑵ 求出该直线上任意一点的三个坐标值；
金属的晶体结构和结晶优秀课 件
第三章
金属的晶体结 构与结晶
内容
§1晶体的基本知识 §2金属的晶体结构 §3合金的晶体结构 §4实际金属的晶体结构
§1 晶体与非晶体
一、晶体与非晶体的区别
(a) 是否具有周期性、对称性； (b) 是否长程有序； (c) 是否有确定的熔点； (d) 是否各向异性。
晶体 —— 材料中的原子（离子、分子）在三维空间呈规则，周 期性排列。