銅及銅合金中合金相的晶體結(jié)構(gòu)

2.1 金屬晶體結(jié)構(gòu)基本知識

2.1.1 金屬晶體與非晶體

自然界存在的物質(zhì)可分為晶體和非晶體兩大類, 大多數(shù)金屬與合金都是晶體。晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)別在于組成晶體的原子、 離子、 分子等質(zhì)點是規(guī)則排列的, 而非晶體中這些質(zhì)點是無規(guī)則地堆積在一起的。由于質(zhì)點排列情況的不同, 引起兩者性能上的差異。晶體具有一定的熔點, 例如銅的熔點為1084.5℃, 在1084.5℃以下銅為固態(tài)晶體, 而高于此溫度時則為液體。熔點為物質(zhì)結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)相互轉(zhuǎn)變的臨界溫度。另外, 晶體(單晶體)具有各向異性, 即在晶體的各個方向上性質(zhì)(如彈性模量、 屈服極限、 破斷阻力等)各不相同, 例如銅單晶不同位向的抗拉強度相差達130 MPa以上。實際使用的金屬通常表現(xiàn)不出這種各向異性, 因為實用金屬為多晶體, 各晶粒在金屬中的空間取向是任意的, 各方向上性質(zhì)強弱互相抵消和補充, 而整塊金屬各方向上的性能是各晶粒性能的綜合表現(xiàn), 因而出現(xiàn)所謂“偽各向同性”, 這種偽各向同性掩蓋了實際晶體各向異性的本質(zhì)。實際上, 在某些特殊條件下, 如定向結(jié)晶的鑄件, 或經(jīng)強烈冷變形后退火的某些板材等, 各晶粒的位向基本趨于一致, 以至雖為多晶體材料也表現(xiàn)出單晶體的各向異性。某些紫銅、 黃銅深沖零件出現(xiàn)的“制耳”就是這種各向異性的表現(xiàn)。

對于通常為結(jié)晶狀態(tài)的某些合金, 如果采用特殊的方法(如液體快速凝固、 氣相沉積、 機械合金化等)進行處理, 也可得到非晶態(tài)的金屬材料, 稱為金屬玻璃。與普通金屬材料相比, 金屬玻璃具有高強、 高韌、 高耐蝕性等許多獨特性能, 成為當(dāng)前新材料研究的一個專門領(lǐng)域。