铜及铜合金中合金相的晶体结构
2.1 金属晶体结构基本知识
2.1.1 金属晶体与非晶体
自然界存在的物质可分为晶体和非晶体两大类, 大多数金属与合金都是晶体。晶体与非晶体最本质的区别在于组成晶体的原子、 离子、 分子等质点是规则排列的, 而非晶体中这些质点是无规则地堆积在一起的。由于质点排列情况的不同, 引起两者性能上的差异。晶体具有一定的熔点, 例如铜的熔点为1084.5℃, 在1084.5℃以下铜为固态晶体, 而高于此温度时则为液体。熔点为物质结晶状态和非结晶状态相互转变的临界温度。另外, 晶体(单晶体)具有各向异性, 即在晶体的各个方向上性质(如弹性模量、 屈服极限、 破断阻力等)各不相同, 例如铜单晶不同位向的抗拉强度相差达130 MPa以上。实际使用的金属通常表现不出这种各向异性, 因为实用金属为多晶体, 各晶粒在金属中的空间取向是任意的, 各方向上性质强弱互相抵消和补充, 而整块金属各方向上的性能是各晶粒性能的综合表现, 因而出现所谓“伪各向同性”, 这种伪各向同性掩盖了实际晶体各向异性的本质。实际上, 在某些特殊条件下, 如定向结晶的铸件, 或经强烈冷变形后退火的某些板材等, 各晶粒的位向基本趋于一致, 以至虽为多晶体材料也表现出单晶体的各向异性。某些紫铜、 黄铜深冲零件出现的“制耳”就是这种各向异性的表现。
对于通常为结晶状态的某些合金, 如果采用特殊的方法(如液体快速凝固、 气相沉积、 机械合金化等)进行处理, 也可得到非晶态的金属材料, 称为金属玻璃。与普通金属材料相比, 金属玻璃具有高强、 高韧、 高耐蚀性等许多独特性能, 成为当前新材料研究的一个专门领域。
