3.4 典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)(3)
3.4.4 晶體的原子堆砌和間隙
從圖3-12、圖3-13、圖3-14可以看出,三種晶體結(jié)構(gòu)中均有一組原子密排面和原子密排方向,他們分別是面心立方結(jié)構(gòu)的﹛111﹜〈110〉,體心立方結(jié)構(gòu)的﹛110﹜〈111〉和密排六方結(jié)構(gòu)的﹛0001﹜〈 〉。這些原子密排面在空間一層一層平行地堆砌起來(lái)就構(gòu)成上述三種晶體結(jié)構(gòu)。
面心立方和密排六方結(jié)構(gòu)的致密度均為0.74,是純金屬中最密集的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵诿嫘牧⒎胶兔芘帕近c(diǎn)陣中,密排面上每個(gè)原子和最近鄰的原子之間都是相切的;而在體心立方結(jié)構(gòu)中,除位于體心的原子與位于頂角上的8個(gè)原子相切外,8個(gè)頂角原子之間并不相切,故其致密度沒(méi)有前者大。
進(jìn)一步觀察,還可以發(fā)現(xiàn)面心立方結(jié)構(gòu)中﹛111﹜晶面和密排六方結(jié)構(gòu)中﹛0001﹜晶面上的原子排列情況完全相同,如圖3-15所示。若把密排面的原子中心連成六邊形的網(wǎng)絡(luò),這個(gè)六邊形的網(wǎng)格又可分為六個(gè)等邊三角形,而這六個(gè)三角形的中心又與之間的六個(gè)孔隙中心相重合。從圖3-16可看出這六個(gè)孔隙可分為B,C兩組,每組分別構(gòu)成一個(gè)等邊三角形。為了獲得最緊密的堆垛,第二層密排面的每個(gè)原子應(yīng)坐落在第一層密排面(A層)每三個(gè)原子之間的孔隙(低谷)上。不難看出,這些密排面在空間的堆垛方式可以有兩種情況,一種是按ABAB…或ACAC…的順序堆垛,這就構(gòu)成密排六方結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3-14);另一種是按ABCABC…或ACBACB…的順序堆垛,這就是面心立方結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3-12)。
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