金属的常见晶格类型有哪几种?他们的晶体结构有哪些差异

常见金属的晶格类型

金属原子之间具有很强的结合力，所以金属晶体中的原子都趋向于紧密排列。但不同的金属具有不同的晶体结构，大多数金属的晶体结构都比较简单，其中常见的有以下三种：

(1)体心立方晶格(bcc)

体心立方晶格的晶胞是一个立方体，如图2-2-4。其晶格常数：a＝b＝c，α=β=γ=90。在立方体的八个角上和立方体的中心各有一个原子。每个晶胞中实际含有的原子数为1+8×1/8＝2个。每个原子的最近邻原子数为8，所以其配位数为8。致密度0.68。具有体心立方晶格的金属有铬(Cr)、钨(w)、钼(Mo)、钒(V)、α铁(α—Fe)等。

(2)面心立方晶格(fcc)

面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，金属原子分布在立方晶胞的八个角上和六个面的中心，如图2-2-5所示。其晶格常数：a=b＝c，每个晶胞中实际含有的原子数为(1/8)× 8+6×(1/2)＝4个。配位数为12；致密度为0.74。具有面心立方晶格的金属有铝(Al）、铜(Cu）、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ铁(γ—Fe)等。

3)密排六方(hcp)

密排六方晶格的晶胞是个正六方柱体，它是由六个呈长方形的侧面和两个呈正六边形的底面所组成如图2-26所示。金属原子分布在六方晶胞的十二个角上以及上下两底面的中心和两底面之间的三个均匀分布的间隙里。该晶胞要用两个晶格常数表示，一个是六边形的边长a，另一个是柱体高度c。每个晶胞中实际含有的原子数为(1/6)× 12+2×(1/2)+3＝6个。典型的密排六方晶格的晶格常数c和a之比约为1.633,配位数为12，致密度为 0.74。具有密排六方晶格的金属有：镁(Mg)、锌（Zn）、镉（Cd）等。

差异：

以上这三种晶格的原子排列不同，因此它们的性能也不同。一般来讲，体心立方结构的材料，其强度高而塑性相对低一些；面心立方结构的材料，其强度低而塑性好；密排六方结构的材料，其强度与塑性均低。

1、含义不同

点阵：晶体的基本特征是其内部结构的周期性，那么很自然就应当把原子排列与空间的网点阵列联系起来。其中的网点阵成为点阵。

晶粒：结晶物质在生长过程中，由于受到外界空间的限制，未能发育成具有规则形态的晶体，而只是结晶成颗粒状，称晶粒。

晶格：把原子看成是一个球体，则金属晶体就是由这些小球有规律堆积而成的物体。将原子简化成一个点，用假想的线将这些连接起来，构成有明显规律性的空间格架。这种表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格，又称晶架。

晶体：是由大量微观物质单位（原子、离子、分子等）按一定规则有序排列的结构，因此可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。

2、宏微观层次不同

点阵就是晶粒热运动在某个范围内振动，是从微观的角度解释的；

晶粒是组成晶体的最小颗粒，是从微观的角度解释的；

把晶粒理想化，它排列均匀，每个晶粒所占的位子及周围的称为晶格，是从微观的角度解释的；

晶体就是我们肉眼看到的，金属和合金固态下都是晶体，晶体有固定的熔点，是从宏观的角度解释的。

3、特点不同

点阵中各个点的环境是彼此相同的，晶粒的内部晶胞方向与位置基本一致而外形不规则；晶格排列均匀，内部规整；晶体内部由各个晶格组成，晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。

扩展资料：

晶体的特点

晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。

1、长程有序：晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列。

2、均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。

3、各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。

4、对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。

5、自限性：晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性。

6、解理性：晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。

7、最小内能：成型晶体内能最小。

8、晶面角守恒：属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。

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