金属的晶体结构

晶界

晶界上的原子或多或少的偏离平衡位置，因此或多或少具有界面能，界面能越高，界面越不稳定。由于界面能的存在，会吸附异类原子向晶界处偏聚，这种现象称为内吸附。在室温下，晶界对金属材料的塑性变形起到阻碍作用，使材料的强度增大。晶界的熔点低于晶粒内部，易被腐蚀和氧化。发生相变时，新相易于在晶界形核。

金属结晶的宏观过程

焊接过后的组织是铸态组织，研究金属的结晶过程十分有必要。
金属结晶过程十分复杂且不透明，不能直接观察。需要先从宏观方向入手，一般从研究温度的角度着手。

• 过冷现象
  金属结晶时并不会在熔点立即结晶，而是会在熔点下面的一个温度下结晶

• 结晶潜热
  

  1mol物质从一种相转变为另外一种相时伴随着放出或者吸收热量称为相变潜热。金属融化时从固相转变为液相需要吸收热量，称为融化潜热。结晶从液相转变为固相放出热量，称为结晶潜热。当金属结晶放出的热量可以补偿散失到周围环境中的热量，所以结晶曲线会出现平台。结晶过程结束后，结晶潜热释放完毕，冷却曲线便又会继续下降。在结晶过程中，如果释放的结晶潜热大于向周围散发的热量，温度就会回升，甚至发生已经结晶的区域重融现象。
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金属结晶的微观过程

金属结晶过程其实就是晶核的形成和长大的过程。
当液态金属过冷至理论结晶温度以下的实际结晶温度以下的时候，晶核并不会理解产生，而是经过一段时间才会开始出现第一批晶核。这段时间称为孕育期。液态金属不断形核、长大，使液态金属越来越少，直到各个晶体相互接触，液态金属耗尽，结晶过程结束。

• 凝固过程中的驱动力
  液态金属要结晶，其结晶温度一定要低于理论结晶温度，此时的固态金属的自由能低于液态金属的自由能，固相更稳定，表现为固态，两相的自由能之差构成了金属结晶的驱动力。

点阵

将晶体中原子的排列看成是三维空间中的点阵
将点阵中最小的可重复的单位叫做晶胞

描述晶胞就需要引入晶胞参数（a,b,c,,,,）

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三种常见的晶胞

• 面心立方
  不同的金属拥有不同的晶格常数-立方体的边长
• 体心立方

• 密排六方
  晶向指数和晶面指数
  晶向指数：晶胞点阵中用于指示某个方向
  晶面指数：晶胞点阵中用于指示某个面
  晶向族和晶面族
  所有的（001）一定是（002）面，但（002）面不一定是（001）面。
  

  判断一个晶向是否在一个晶面上，可以使用点乘的方法。如果等于0的话就代表，在。
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  材料发生塑性变形和密排面和密排方向是紧密相关的。

X射线衍射

相

对于一定区域内，区域内的物质具有相同的物理和化学性质，那么这个区域称为一个相。