Question

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

Answer 1

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。