金属及合金的结构与结晶思维导图
金属及合金的结构与结晶
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思维导图大纲
金属及合金的结构与结晶思维导图模板大纲
金属的结构与结晶
金属键与金属的特性
金属原子是依靠自由电子与正离子的相互吸引而结合起来的，叫金属键。
该特点使金属通常具有良好的导电性·导热性和塑性。
金属的晶体结构
非晶体
晶体
晶格：反映晶体中原子排列形式的假象空间格子
面心立方晶格fcc
体心立方晶格bcc
密排立方晶格hcp
晶胞：完全反映晶格特征的最小几何单元
计算晶胞原子数时注意角落上的原子是由八个晶胞共享的
配位数：晶体结构中与任意原子最紧邻，等距的原子数目。
致密度：晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比
金属的实际金属结构与缺陷
单晶体:原子×规则排列，晶格位相基本一致。具有各向异性。
多晶体：由许多小晶粒组成，晶粒之间的界面称为晶界。晶粒内部还有亚晶粒，亚晶界。各晶粒的方向不同，由此多晶体具有各向同性（伪等相性）。
点缺陷：空位，间隙原子，置换原子。
线缺陷：位错（一列或多列原子发生有规则的错排）
面缺陷：晶界，亚晶界（亚晶界和晶界面上的原子排列是从一种位相过渡到另一种位相）
金属的结晶
定义：物质由液态变为固态的过程叫凝固，若凝固后的产物是晶体，则叫结晶。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。同意金属，冷速越大，过冷度越大
结晶过程：金属的结晶过程是由形核和长大两个基本过程组成的
晶粒大小对金属的性能有重要的影响，晶粒越细，金属强度，硬度，塑性，韧性越好
细化晶粒的方法
提高冷速：冷速越大，过冷度越大，而过冷度与形核率，长大率在一定范围内正关系，且在一定范围内形核率增大速率大于长大率，在该范围内提高冷速能使晶粒变小
变质处理：在浇筑前向金属液体中加入变质剂，促使晶粒细化
金属铸锭的组织
表层细等轴区（等轴晶粒：晶体的长宽高三轴近似相等，呈粒状。
柱状晶区：具有明显的方向性
中心粗等轴晶区
合金的结构与相图
合金的概念
由两种或以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结，或用其他方法组成的具有金属特性的物质叫合金
基本单位:组元 ，由此有二元，三元等合金。
固相，液相。由一种固相组成的叫单相合金，多种的叫多相合金
固态合金中的相结构
固溶体：溶质原子融入晶格中形成的合金相，称为固溶体
置换固溶体 ：溶质原子置换了溶剂原子，并置于溶剂晶格的节点上所形成的固溶体。
固溶强化：溶质原子融入溶剂形成固溶体，使合金的强度，硬度升高的现象（间隙固溶体比置换固溶体强
金属化合物：金属的两相相互作用形成的一种新相。
正常价化合物
电子化合物
间隙化合物
二元合金相图
匀晶相图
相图分析
液相L，固相α，固液混合L+α
枝晶偏析
间隙固溶体：溶质原子融入晶格的间隙形成的固溶体。
固溶体合金在较快冷速下原子扩散不充分导致的
合金的结晶过程
杠杆定理（详见图片）
共晶相图
共晶反应：一定成分的液相在一定温度下同时结晶出两个成分不同的固相的过程。
包晶相图
包晶反应：由一种液相与一种固相相互作用形成一种新固相的反应
共析相图
由一个固相中同时析出两个不同成分的固相转变
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