第1章金属的结构与性能 ③求出这个晶向上任一质点的矢量在三个坐标标轴上的分量(即求出任一质点的坐 标数) ④将此数按比例化为简单整数、v、w,而后用方括号括起来成uvw],即得所求的 晶向指数。如坐标数为负值,即在相应指数上边加负号,例如[uvw] 图18所示为立方晶胞中的主要晶向。 与晶面相似,晶体中的相似晶向,即线周期等同的晶向,也是成族出现的,称之为晶 向族,以<uv>来表示 晶体中一系列晶面可相交于一条直线或几条相平行的线,这些晶面合称一个晶带,这些 直线所代表的晶向称晶带轴。晶带轴uvw]与其所属晶面(hkl}之间各指数满足式(1-1) hu +ky+l=0 (1- 在立方晶系中,晶面指数与晶向指数在数值上完全相同或成比例时,它们是互相垂直 的,例如[11(111),如图1.9所示 (111) [Il1 10 图18立方晶胞中的主要晶向 图19晶面与晶向互相垂直 11.3晶体结构缺陷 在实际应用的金属材料中,原子的排列不可能像理想晶体那样规则和完整,总是不可 避免地存在一些原子偏离规则排列的不完整性区域,金属学中将这种原子组合的不规则性 统称之为结构缺陷,或晶体缺陷。根据缺陷相对于晶体的尺寸,或其影响范围的大小,可 将它分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。 1.点缺陷( point defect) 点缺陷的特征是三个方向的尺寸都很小,不超过几个原子间距,晶体中的点缺陷主要 指空位、间隙原子和置换原子,如图1.10所示。这里所说的间隙原子是指应占据正常阵点 的原子跑到了点阵间隙中 在任何温度下,金属晶体中的原子都是以其平衡位置为中心不间断地进行着热振动 原子的振幅大小与温度有关,温度越高,振幅越大。在一定的温度下,每个原子的振动能 量并不完全相同,在某一瞬间,某些原子的能量可能高些,其振幅就要大些;而另一些原 子的能量可能低些,振幅就要小些。对一个原子来说,这一瞬间能量可能高些,另一瞬间 能量反而可能低些,这种现象称为能量起伏。根据统计规律,在某一温度下的某一瞬间 总有一些原子具有足够高的能量,以克服周围原子对它的约束,脱离开原来的平衡位置迁第 1 章 金属的结构与性能 ·7· ·7· ③ 求出这个晶向上任一质点的矢量在三个坐标标轴上的分量(即求出任一质点的坐 标数)； ④ 将此数按比例化为简单整数 u、v、w，而后用方括号括起来成[u v w]，即得所求的 晶向指数。如坐标数为负值，即在相应指数上边加负号，例如[ u v w ]。 图 1.8 所示为立方晶胞中的主要晶向。 与晶面相似，晶体中的相似晶向，即线周期等同的晶向，也是成族出现的，称之为晶 向族，以< u v w >来表示。 晶体中一系列晶面可相交于一条直线或几条相平行的线，这些晶面合称一个晶带，这些 直线所代表的晶向称晶带轴。晶带轴[u v w]与其所属晶面｛h k l｝之间各指数满足式(1-1)： hu kv lw ++= 0 (1-1) 在立方晶系中，晶面指数与晶向指数在数值上完全相同或成比例时，它们是互相垂直 的，例如[1 1 1] ⊥ (1 1 1)，如图 1.9 所示。 图 1.8 立方晶胞中的主要晶向 图 1.9 晶面与晶向互相垂直 1.1.3 晶体结构缺陷 在实际应用的金属材料中，原子的排列不可能像理想晶体那样规则和完整，总是不可 避免地存在一些原子偏离规则排列的不完整性区域，金属学中将这种原子组合的不规则性， 统称之为结构缺陷，或晶体缺陷。根据缺陷相对于晶体的尺寸，或其影响范围的大小，可 将它分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。 1. 点缺陷(point defect) 点缺陷的特征是三个方向的尺寸都很小，不超过几个原子间距，晶体中的点缺陷主要 指空位、间隙原子和置换原子，如图 1.10 所示。这里所说的间隙原子是指应占据正常阵点 的原子跑到了点阵间隙中。 在任何温度下，金属晶体中的原子都是以其平衡位置为中心不间断地进行着热振动。 原子的振幅大小与温度有关，温度越高，振幅越大。在一定的温度下，每个原子的振动能 量并不完全相同，在某一瞬间，某些原子的能量可能高些，其振幅就要大些；而另一些原 子的能量可能低些，振幅就要小些。对一个原子来说，这一瞬间能量可能高些，另一瞬间 能量反而可能低些，这种现象称为能量起伏。根据统计规律，在某一温度下的某一瞬间， 总有一些原子具有足够高的能量，以克服周围原子对它的约束，脱离开原来的平衡位置迁