金属的基本结构

金属的基本结构篇(一):一级结构基础辅导：金属晶体结构的基本知识

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金属晶体结构的基本知识
为了便于研究金属的结构，假定，以金属为原子是静止的；金属原子外形视为一个小球，晶体由这些小球按一定的规律在空间紧紧地排列而成。把这些小球用线条连接起来，得到了一个空间格架，这种用线条连接起来的空间格架称为晶格，如图2-1(b)所示。晶格的最小几何组成单元称为晶胞，如图2-1(c)所示。晶胞中各棱边的长度称为晶格常数，单位用A来表示(1A=10-8cm)。晶胞是晶格中的一个具有代表性的结构单元，所以研究金属晶体结构只需研究晶胞的特征。由于原子的排列方式不同，便组成不同的晶格类型，晶格的类型有很多种，常见的有以下三种：
(一)体心立方晶格
体心立方晶格的晶胞如图2-2所示，它的晶胞形状是一个立方体，三个边长相等并且互相垂直。晶格常数。a=b=c，晶胞间的夹角α=β=γ=90"，原子分布在立方体的八个角上，由于晶体是由许多晶胞堆积而成，因此，体心立方晶胞八个角上的原子同属于与其相邻的八个晶胞共有，每个晶胞实际上只占有1／8个原子。在立方体的中心还有一个该晶胞独有的原子，所以原子数为1/8x 8+1=2(个)。
体心立方晶格的致密度约为0．68(致密度是晶胞中原子所占的体积与晶胞体积之比)。室温时a-Fe的晶格常数为2．866A，原子半径为1．23A，约有二十多种金属具有体心立方晶格。纯铁在910~C以下就是体心立方晶格，称为。铁。具有这种晶格的金属有：铁(a-Fe)、钨(w)、钼(Mo)、钒(v)、铬(cr)等。这类金属一般都具有较好的强度和塑性。
(二)面心立方品格
面心立方晶格的晶胞如图2-3所示，和体心立方晶格一样，它的晶(考试大)胞形状是一个立方体，三个边长相等并互为垂直，晶格a=b=c，晶胞间夹角α=β=γ=90"，原子分布在立方体的八个角上，其晶胞八个角上的每个原子为八个相邻晶胞共有，在立方体六个面中心也各有一个原子，则只属于相邻两个晶胞共有。原子数为1/8x 8+1/3x6=4(个)，面心立方晶格的致密度约为0．74。910℃时的7-Fe的晶格常数为3．643．，原子半径为1．228A。约有二十多种金属具有面心晶格。纯铁在910～1390℃之间，具有面心立方晶格，称为y铁。具有这种晶格的金属有铝(A1)、铜(Cu)、镍(Ni)、铁(y-Fe)等。这类金属的塑性都较好。
(三)密排六方晶格
密排六方晶格的晶胞如图2-4所示，它的晶胞形状是—个正六角柱体，在六角柱体的十二个角上各有—个原子，每个原子为相邻的六个晶胞所共有，上底和下底各有一个原子，为相邻两个晶胞所共有，在六柱体的中心还有三个原子，为该晶胞所独有，原子数为1/6x12+1/3x2+3=6(个)，密排六方晶格的致密度约为0．74，约有三十余种金属具有密排六方晶(考试大)格。具有这种品格类型的金属有：镁(吨)、锌(n))、铍(Be)、钛(a-Ti)等。

金属的基本结构篇(二):一级结构基础辅导：金属表面腐蚀防护的复合涂层技术

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与铁比，锌、钼等都是活性很强的金属，采用热喷涂锌、钼或其合金形成金属涂层可对铜铁金属形成良好的保护，但由于金属热喷涂形成的金属涂层是由熔化金属雾化成4～40μm的微粒而黏附于铜铁基材的表面上，涂层结构较疏松，腐蚀介质可以很轻易地渗透浸入到钢铁基材，形成腐蚀，其表面必须采用封闭涂料进行封闭处理。目前封闭材料一般采用液体涂料或各类油漆，在实际应用中，尤其在恶劣腐蚀环境下，许多采用上述工艺加工的钢铁构件，腐蚀介质仍能较快地穿透其外封闭层而侵蚀到金属基材，另外液体涂料或各类油漆也都有或多或少的环境污染，其施工成本高，涂层质量也不易保证。
粉末涂料不含溶剂，具有近100%的利用率，高效、环保、节能、经济，其涂层具有优异的物理机械性能和耐候抗腐蚀性能，近二十年来在世界范围内取得了迅猛的发展。目前采用含有片状材料的环氧树脂粉末涂料作热喷涂金属涂层的封闭层，同时又采用具有装饰和防护作用热固性粉末涂料作外层的技术设计还未见有公开的报导。
由徐州正菱涂装有限公司陆东方，袁健和晁兵等发明的该金属表面腐蚀防护的复合涂层，在金属表面紧密结合覆盖有由底层、中间层和外层组成的复合涂层，复合涂层的底层是热喷涂金属层、中间层为环氧粉末涂料喷塑层、外层为热固性粉末涂料喷塑层。
该复合涂层的有效效果是：热喷涂金属层具有良好的防腐保护能力，可根据金属基材的防护需要，选择单一金属热喷涂层、两种或多种金属的合金层、多种金属单一热喷涂层的叠加复合涂层，充分利用活性金属的阳极保护作用或各种金属合金的优异抗腐蚀防护性能，采用黏度较低且填加一些片状材料的环氧粉末涂料做封闭层，在加热固化时，熔融的粉末涂料可以快速浸渗到热喷涂层的空隙中时，获得良好的封闭效果，而其中的片状材料不仅提高了涂层的密实度，更能起到优异的屏蔽作用，阻止甚至阻断腐蚀介质的线路，采用活性金属片时，还可以消耗腐蚀介质并能利用腐蚀产物进一步阻隔腐蚀介质的渗透；外层可以根据防护需要，采用装饰性或功能性的热固性粉末涂料涂层，添加的紫外线吸收剂、抗氧剂、聚四氯乙烯、玻璃纤维、片状颜填料、纳米材料分别能起到耐日光照射、抗老化、增硬耐磨、耐腐蚀或涂层自洁的作用，让外涂层具有优异的物理机械性能和耐候抗老化性能，实现装饰与防护的统一。

金属的基本结构篇(三):2011年一级结构师基础辅导：金属晶体

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-金属晶体 　　金属晶体是由金属阳离子排列成一定形式的品格,如体心立方晶格、面心立方晶格和紧密六方晶格。在晶格间隙中有自由运动的电子,这些电子称为自由电子。金属键是通过自由电子的库仑引力而结合的。自由电子可使金属具有良好的导热性及导电性。　　在金属材料中,晶粒的形状和大小也会影响材料的性质。常采用热处理的办法,使金属晶粒产生变化,以收到调节和控制金属材料机械性能(强度、韧性、硬度等)的效果。金属晶体在外力作用下具有弹性变形的特点。当外力达到一定程度时,由于某一晶面上的剪应力达到一定限度,沿该晶面发生相对的滑动,因而材料产生塑性变形。软钢和一些有色金属(铜、铝等)都是具有塑性的材料。　　玻璃体是熔融的物质经急冷而形成的无定形体,是非晶体。熔融物经慢冷,内部质子可以进行规则地排列而形成晶体;若是冷却速度较快,达到凝固温度时,它还具有很大的粘度,致使质点来不及按一定的规则进行排列,就已经凝固成为固体,此时得到的就是玻璃体结构。因其质点排列无规律,具有各向同性,而且没有固定的熔点,熔融时只出现软化现象。　　由于在急冷过程中,质点间的能量以内能的形式储存起来,使玻璃体具有化学不稳定性,即具有潜在的化学活性,在一定条件下容易与其他物质发生化学反应。如:火山灰、粒化高炉矿渣等。　　胶体是指一些细小的固体粒子(直径约1 ~100μm)分散在介质中所组成的结构。一般属于非晶体。由于胶体的质点很微小,表面积很大,所以表面能很大,吸附能力很强,使胶体具有很强的粘结力。　　胶体由于脱水或质点凝聚作用,而逐渐产生凝胶。凝胶体具有固体性质,在长期应力作用下又具有粘性液体的流动性质。这是由于固体微粒表面有一层吸附膜,膜层越厚,流 动性越大。如:混凝土的强度及变形性质与水泥水化形成的凝胶体有很大的关系。　　非晶体材料在外力作用下,其弹性变形和塑性变形没有明显的界限,一般会同时产生 弹性变形和塑性变形。

金属的基本结构

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