第一章 金属的结构与结晶 (课件）- 高二《金属材料与热处理（第六版）》同步教学（劳动版）

第一章 金属的结构与结晶 §1－1 金属的晶体结构 §1－2 纯金属的结晶 §1－3 观察结晶过程（实验） 1 §1－1 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、金属的晶格类型 三、单晶体与多晶体 四、晶体的缺陷 2 一、晶体与非晶体 非晶体 气态 液态 固态 晶体 物质 存在状态 结构特点 晶体和非晶体的对比 项目 晶体 非晶体 定义 原子呈有序、有规则排列的物质 原子呈无序、无规则堆积的物质 性能特点 具有规则的几何形状 有一定的熔点，性能呈各向异性 没有规则的几何形状 有固定的熔点，性能呈各向同性 典型物质 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶 二、金属的晶格类型 晶格类型——金属中原子排列的规律。 晶格——为了清楚地表示晶体中原子排列的规律，将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，形成一个能反映原子排列规律的空间格架。 晶胞——晶格中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。 晶格与晶胞 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 三、单晶体与多晶体 晶粒——组成金属的小晶体。 晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。 单晶体和多晶体 四、晶体的缺陷 晶体缺陷——由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。 常见的晶体缺陷 §1－2 纯金属的结晶 *一、纯金属的结晶过程 二、晶粒大小对金属材料的影响 三、同素异构转变 9 结晶——金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。 结晶潜热——结晶的过程中放出的热量。 一、纯金属的结晶过程 过冷度——理论结晶温度和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差（△T= T0－ T1）。金属结晶时，冷却越快，其实际结晶的温度就越低，过冷度△T也就越大。 结晶冷却曲线 11 金属的结晶过程 12 二、晶粒大小对金属材料的影响 晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。 形核率——单位时间、单位体积所形成的晶核数，用字母N表示。 细化晶粒的方法： （1）增加过冷度 （2）变质处理 （3）振动处理 三、同素异构转变 金属的同素异构转变——在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。 纯铁的冷却曲线 19世纪末，著名物理家居里在实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫 “居里点”。 居里点也称居里温度或磁性转变点 纯铁同素异构转变示意图 §1－3 观察结晶过程（实验） 一、实验目的 1．通过观察透明盐类的结晶过程及组织特征，理解金属的结晶理论。 2．通过观察铸锭表面，建立金属晶体以树枝状形态成长的直观认识。 由于液态金属的结晶过程难以直接观察，而盐类也是晶体物质，其溶液的结晶过程和金属很相似，区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发使溶液过饱和而结晶，金属则主要依靠过冷，故完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解金属的结晶过程。 二、实验原理 三、实验器材 1. 生物显微镜和放大镜。 2. 接近饱和的氯化铵或硝酸铅水溶液（由实验室预先制好）。 3. 干净玻璃片和吸管。 4. 酒精灯或电吹风。 5. 有枝晶的金属铸件实物。 20 $