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金屬材料鋼鐵材料的晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識

各種材料具有不同的物理、化學(xué)性能,這些性質(zhì)主要是由材料的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)狀況(原子在固體中的排列方式、化學(xué)鍵的種類、固體中的電子態(tài)、實際晶體中的缺陷及顯微結(jié)構(gòu)狀況等)所決定。影響材料各種性能的結(jié)構(gòu)層次及類別是十分豐富多樣的。從尺度上講,運動范圍從只有埃量級的核外電子結(jié)構(gòu)到微米級的晶粒以至尺度更大的孔隙、裂紋等均對材料的不同性質(zhì)起著不同的影響。毫無疑問,原子、離子的理想排列狀況即晶體結(jié)構(gòu)對材料性質(zhì)有決定性的影響,所以掌握晶體結(jié)構(gòu)方面的知識是非常重要的。

晶體結(jié)構(gòu).jpg

人們對晶體的認(rèn)識,是從石英開始的。古代人們把外形上具有規(guī)則的幾何多面體形態(tài)的石英(即水晶)稱為晶體。后來,人們把凡是天然的具有幾何多面體形態(tài)的固體,例如,食鹽、方解石、磁鐵礦等,都稱為晶體。

隨著生產(chǎn)的發(fā)展科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們對晶體的認(rèn)識不斷深化。本世紀(jì)初,應(yīng)用X射線分析的方法,研究了晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以后,發(fā)現(xiàn)一切晶體不論其外形如何,它的內(nèi)部質(zhì)點(原子、離子或分子)都是有規(guī)律排列的,即晶體內(nèi)部相同質(zhì)點在二維空間均成周期性重復(fù),構(gòu)成了格子構(gòu)造。所以,嚴(yán)格說對晶體的定義是:晶體是內(nèi)部質(zhì)點在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體;或者說,晶體是具有格子構(gòu)造的固體

  任何一種晶體,不管它有多少種類的質(zhì)點,也不管它們在二維空間排布的具體形式如何復(fù)雜,其晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最基本的特征都是質(zhì)點在三維空間作有規(guī)律的周期重復(fù)。空間點陣是表示晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點重復(fù)規(guī)律的幾何圖形。

現(xiàn)以NaNO2晶體結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說明。圖1—1a)是NaNO2晶體結(jié)構(gòu)的二維圖形,其中單位矢量長度:

b=0.556nm    c=0.538nm 

    此處的圖片已經(jīng) 隱藏,請下載原文閱讀    

1—l   NaNO2晶體結(jié)構(gòu)的二維結(jié)構(gòu)a)結(jié)構(gòu)圖(b)結(jié)構(gòu)單元(c)空間點陣

    這個圖形告訴我們,在晶體結(jié)構(gòu)中有一個象圖1—2b)中所示的那樣一個基本單元,如果我們把整個晶體結(jié)構(gòu)圖形比擬成一塊花布,這個基本單元就是花布中的一朵花。在晶體結(jié)構(gòu)中,這個由質(zhì)點(原子或離子)組成的基本單元稱為結(jié)構(gòu)單元(或稱為基元)。這個結(jié)構(gòu)單元可以是由一個原子(或離子,下同)或一個包含著幾個原子的分子所組成,也可以由幾個同種類的原子或包含著幾個分子的復(fù)雜原子團(tuán)所組成。在任何理想的晶體內(nèi),結(jié)構(gòu)單元中所包含的質(zhì)點間相互關(guān)系,在整個晶體中都是一樣的。NaNO2的結(jié)構(gòu)單元就由包含著兩個氧原子,一個氮原子及一個鈉原子四個質(zhì)點的亞硝酸鈉分子所組成的。結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該包括這個晶體中所有的不等同的原子,但又不應(yīng)該包括完全等同的原子。這里所說的等同,不僅是指屬于同一種元素的原子,還包括其周圍的物理化學(xué)環(huán)境及幾何環(huán)境也應(yīng)該相同。例如圖1—1b)有兩個氧原子,但在NaNO2晶體中它們所處的幾何環(huán)境就不一樣,一個氧原子在左上角有氮原子,但在右上角則沒有氮原子與其相鄰,而另一個氧原子的環(huán)境卻為相反。因此這兩個氧原子在晶體結(jié)構(gòu)中是不等同的,所以應(yīng)該把這兩個氧原子都包括在同一個結(jié)構(gòu)單元中。另一方面我們不應(yīng)該把這個結(jié)構(gòu)單元再擴(kuò)大了,因為晶體中任何其他原子都是與圖1—1b)這個圖案中的某一個原子等同的。

這個結(jié)構(gòu)單元在空間是以一定周期重復(fù)出現(xiàn)的。例如由圖1—1a)可以著出來,在b軸及c軸方向上,各以0.556nm0.538nm為間隔作周期重復(fù)。這個重復(fù)周期的尺度與實際晶體尺寸比較是如此小,如對于邊長為1厘米尺度的晶體來說,這種重復(fù)達(dá)10710數(shù)量級,因此把它看成是無限多次重復(fù)是可以的。這樣在NaNO2晶體中,我們?nèi)舭颜麄€圖形沿著b方向移動0.556nm或其整數(shù)倍,圖形就和沒有移動過以前一樣,同樣在c方向移動0.538nm或其整數(shù)倍,整個圖形也可以復(fù)原,在垂直紙面的a方向,如以0.355nm或其整數(shù)倍移動也同樣可以復(fù)原。按以上周期依次在兩個或三個方向平移,當(dāng)然也可以把圖形復(fù)原。晶體中的這個特點稱之為周期重復(fù)性,或說具有平移對稱性。

    我們可以用數(shù)學(xué)矢量形式來表達(dá)這個周期重復(fù)的性質(zhì),即對整個圖形作

=manbpc  (m,np0,±1,±2……任意整數(shù))    1—1

的平移,圖形可以復(fù)原,稱為平移矢量。可以有一系列無限多的大小及方向不同的值。在晶體中一定有這樣的性質(zhì):

    1)從晶體結(jié)構(gòu)中任何一個原子(或其它任何點)出發(fā),以矢量進(jìn)行平移,一定會重合在另一個等同的原子上(或相應(yīng)的等同點上)。

    2)任何兩個等同原子(或其他等同點)的連線一定也是一個矢量。

    不符合這兩條原則的固體結(jié)構(gòu)就不屬于晶體,或者把平移的單位矢量選錯了。所以我們也可以說晶體就是有矢量的固體材料。

..........

全文內(nèi)容,請下載:閱讀!

wendangxiazai.jpg



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2019年12月11日 7:03 蔷薇 [福建省尤溪县网友]

你好,我是网站的管理员,看到您的网址这么好,想做个友情链接,可以吗?

2019年12月11日 3:26 三顾茅庐 [湖南省沅陵县网友]

你们钢管的光洁度怎么样?

2019年12月11日 3:17 [湖南省天元区网友]

请问,你们厂在哪里?想过来考察一下。

2019年12月11日 3:00 [湖北省当阳市网友]

请问,你们管子最长做多长?

2019年12月11日 1:55 黠心明 [广东省市辖区网友]

Professional manufacturer!

2019年12月11日 1:30 倩人提刀 [河北省高邑县网友]

我们是电动车厂,30*4 你们什么价格?发报价单到:ergre74ef@189.cn 谢谢。

2019年12月11日 1:29 花落半歌 [河南省焦作市网友]

发一个国家标准GB/T3639-2009最新版的给我,我的邮箱是:love20894@163.com

2019年12月11日 1:24 依诺 [四川省市辖区网友]

请问你们都做哪些国外标准?

2019年12月11日 0:08 [河南省临颍县网友]

技术领先才是真的领先

2019年12月10日 21:36 [河南省市辖区网友]

很是热闹啊

2019年12月10日 21:02 [广东省禅城区网友]

请问你们的材料用的是哪个钢厂的?

2019年12月10日 20:30 [黑龙江省郊区网友]

请问,你们钢管都有哪些材料?

2019年12月10日 19:43 泣幽鬼 [广西壮族自治区合山市网友]

好文,强推!收藏了!

2019年12月10日 16:19 [湖南省市辖区网友]

天天都有更新呀,内容这么丰富!

2019年12月10日 16:16 无双未央 [四川省阿坝藏族羌族自治州网友]

有技术 走遍天下都不怕呀..

2019年12月10日 14:10 小猪梦想 [广东省徐闻县网友]

专业好文章!

2019年12月10日 13:42 [甘肃省岷县网友]

质量好才是真的好。

2019年12月10日 11:06 [湖南省岳阳市网友]

请问,问你们定购钢管 交货期一搬多少天?

2019年12月10日 10:55 [河北省海港区网友]

你的微信号是多少?有个精密管问题想请教您一下。

2019年12月10日 10:08 [广西壮族自治区凤山县网友]

你好,打你们公司电话怎么没人接?有个钢管想问你们定。

2019年12月10日 10:04 [四川省攀枝花市网友]

您的手机号码是多少?有个钢管问题想请教一下。

2019年12月10日 9:27 罂粟 [陕西省太白县网友]

EN10305的标准怎么下载?直接发我邮箱吧:reqw342008@126.com 谢谢。

2019年12月10日 9:06 [黑龙江省红星区网友]

可以弱弱的问一句,什么是同心度吗?

2019年12月10日 8:56 神色自若 [江西省金溪县网友]

DIN 2391 最新标准是哪一年的?可以发一份给我吗我的邮箱是:gsrea154354@sohu.com

2019年12月10日 8:41 [安徽省市辖区网友]

请问你们钢管的精度做到多少丝?

2019年12月10日 8:34 思寸灰 [辽宁省铁西区网友]

你这篇文章我在钢管博客微信公众号上面看过了,到底是谁是原创呀!

2019年12月10日 8:16 [安徽省花山区网友]

专业的 专家!

2019年12月10日 7:34

请问,您电话是多少?有个管子 的问题想请教一下。

2019年12月10日 7:26 [辽宁省鞍山市网友]

直线度是什么?

2019年12月10日 7:13 灵瞳

好文章!收藏了。

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