【乾貨資源】面心立方(FCC)晶胞知識點全解析,圖解更易懂

2021-02-20 材子考研

位於頂點上的原子屬於該晶胞的部分為1/8,位於面上的原子屬於該晶胞的為1/2,故晶胞中原子數:

位於面對角線上的三個原子相切,(面心上的原子與四個頂點處的原子均相切)從5-7號原子的距離相當於四個半徑,所以,原子半徑為:

與12號原子相距最近且距離相等的有2、3、5、7、9、10、13、14、15、16、17、18號共計2個原子,配位數為12。

對於面心立方結構而言,原子排列較為緊密的平面為垂直於立方體空間對角線的對角面。為了獲得最緊密的排列,第二層密排面(B層)的每個原子應當正好座落在下面一層(A層)密排面的b組空隙(或c組)上,第三層密排面(C層)的每個原子中心不與第一層密排面的原子中心重複,而是位於既是第二層原子的空隙中心,又是第一層原子的空隙中心處。之後第四層原子中心與第一層的原子中心重複,第五層又與第二層重複,以此類推,堆垛方式為ABC ABC ABC...

面對角線上的原子相切,如1、14、15號原子相切,1、11、8號原子相切,8、6、10號原子相切,因此由這三條對角線組成的平面排列最緊密,稱為密排面,表示為(111)。

由於面對角線上的原子相切,因此面對角線的方向即為密排方向。如圖中5-10-7號原子的方向,8-10-6號原子的方向。

確定間隙中心:四面體間隙由四個原子組成,四個原子分別為頂點處的4號原子和相鄰三個面上的面心處的原子9、11、13。根據對稱性可知間隙中心位於體對角線距離頂點處原子1/4處。

確定間隙個數:每一個頂點均能形成一個四面體間隙,一個晶胞八個頂點共形成8個四面體間隙。

確定間隙半徑:間隙中心與原子中心的距離為,所以間隙半徑

確定間隙中心:八面體間隙外有8個面,8個面所圍得的空間是空的,由6個原子組成,這六個原子分別為位於面心上的原子9、10、11、12、13、14。因此間隙中心就位於晶胞的體心位置。

確定間隙個數:9-10號原子的距離為稜長,也就是說每個稜長都對應著一個八面體間隙,一個晶胞12條稜,但是每條稜對應的八面體間隙只有1/4屬於該晶胞,而中心處的八面體間隙則完全屬於該晶胞,因此八面體間隙有12×1/4+1=4個。

確定間隙半徑:間隙中心到原子中心的距離為,則間隙半徑為:

面心立方晶胞四面體間隙半徑<八面體間隙半徑。C溶入到γ-Fe中形成A相,C佔據面心立方晶胞的八面體間隙。

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