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3. 晶格的晶面和晶向
（1）晶面指数及晶向指数 （2）晶面及晶向的原子密度
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1）晶面指数及晶向指数
晶体中各种方位上的原子面叫晶面；各
种方向上的原子列叫晶向。在研究金属
晶体结构的细节及其性能时，往往需要
分析它们的各种晶面和晶向中原子分布
的特点，因此有必要给各种晶面和晶向
三种常见晶格的密排面和密排方向 (1)原子密度最大的晶面称密排面 (2)原子密度最大的晶向称密排方向
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。
密排面 数量 密排方向 数量
体心立方晶格 {110} 6
<111>
4
面心立方晶格 {111} 4
<110>
6
密排六方晶格 六方底面 1 底面对角线 3
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• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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一、晶体结构的基本概念
1、晶体与非晶体(晶体结构是指晶体内部原子规则排列的方式) 晶体是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主
要以晶体形式存在。晶体具有各向异性。 非晶体是指原子呈无序排列的固体。在一定条件
下晶体和非晶体可互相转化。
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金属的结构
晶态
非晶态
SiO2的结构
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2、晶格与晶胞
⑴ 晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成
第一章 材料的结构与凝固
本章目录
1.1 金属的晶体结构
1.1.1 晶体结构的基本概念
1.1.2 三种常见的金属晶体结构
1.1.3 常见金属晶体结构的特征
1.1.4 晶面、晶向及晶体的各向异性
1.1.5 实际金属的晶体结构
1.2 合金的晶体结构
1.2.1 合金概述
1.2.2 固态合金的相结构
1.3 非金属材料的结构
1.3.1 高分子材料的结构
1.3.2 陶瓷材料的结构
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物质由原子组成。原子的结合方式和 排列方式决定了物质的性能。 原子、离子、分子之间的结合力称为 结合键。它们的具体组合状态称为结 构。
C60
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
的三维空间
格架。直线
的交点（原
子中心）称
结点。由结
点形成的空
间点的阵列
称空间点阵
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⑵ 晶胞：能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。
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⑶ 晶格常数：晶
立方
胞个边的尺寸 a、
b、c。
六方
各棱间的夹角用
、、表示。
四方
⑷ 晶系：
菱方
（2）求出该直线上任意一点的三个坐标来； （3）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 为[uvw]。
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三种常见晶格的晶面原子密度和晶向原子密度 (1)单位面积晶面上的原子数称晶面原子密度。
(2)单位长度晶向上的原子数称晶向原子密度。
根据晶胞参数不同，将晶体分为七种晶系。
正交
90%以上的金属具有立方晶系和六方晶系。
立方晶系：a=b=c，===90
单斜
六方晶系：a1=a2=a3 c，==90，=120
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三斜
⑸ 原子半径：晶胞中原 子密度最大方向上相邻 原子间距的一半。
⑹ 晶胞原子数：一个晶 胞内所包含的原子数目。
⑺ 配位数：晶格中与任 一原子距离最近且相等 的原子数目。
⑻ 致密度：晶胞中原子
本身所占的体积百分数。
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二、金属的晶体结构
正离子
1、纯金属的晶体结构
金属原子是通过正离子与自 由电子的相互作用而结合的，
称为金属键。
金属原子趋向于紧密排列。
价电子云
金属键示意图
具有良好的导热性、导电性、延展性及金属光泽。
（2）将所得三截距之值变为倒数；
（3）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。晶面指数的 一般形式用（hkl）表示。
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晶向指数的确定方法是：
（1）以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三个坐标轴， 通过坐标原点引一直线，使其平行于所求的晶 向；
常见纯金属的晶格类型有体心立方(bcc)、面
心立方(fcc)和密排六方(hcp)晶格。
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⑴ 体 心 立 方 晶 格
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体心立方晶格
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体心立方晶格的参数
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体心立方晶格
晶格常数：a(a=b=c)
原子半径：r 3 a 4
定出一定的符号，以表示出它们在晶体
中的方位或方向。晶面的这种符号叫“
晶面指数”，晶向的符号叫“晶向指数
”。
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2)确定晶面指数的步骤如下：
（1）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三个坐标轴 ，以晶格常数a、b、c分别作为相应的三个坐 标轴上的量度单位，求出所需确定的晶面在三 坐标轴上的截距（见图1.2-6）。
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⑶ 密排六方晶格
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密排六方晶格的参数
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密排六方晶格
晶格常数：底面边长 a 和高 c，
c/a=1.633
原子半径：r 1 a
2
原.74
常见金属： Mg、Zn、 Be、Cd等
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三种常见晶格的密 底面对角线
密 排 六
排面和密排方向
六方底面
方 晶
格
体 心 立 方 晶 格
原子个数：2
配位数： 8
致密度：0.68
常见金属：-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等
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⑵ 面 心 立 方 晶 格
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面心立方晶格
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面心立方晶格的参数
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面心立方晶格
晶格常数：a
原子半径：r 2 a
4 原子个数：4 配位数： 12 致密度：0.74 常见金属： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等