金屬
（具有光澤和導熱性導電性可延展性的物質）
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中文名金屬英文名Metal熔 點高低不等沸 點高低不等水溶性難易不等密 度高低不等外 觀有金屬光澤，大部分呈銀白色導熱性一般優(yōu)良導電性一般優(yōu)良標準物態(tài)除汞是液體以外，其余均為固體
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名稱
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化學符號
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金
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Au
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鐵
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Fe
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銅
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Cu
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汞
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Hg
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鉛
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Pb
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鋁
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Al
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錫
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Sn
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鎂
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Mg
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構成
由于金屬的電子傾向脫離，因此具有良好的
導電性，
常見的金屬(19張)
且
金屬元素在化合物中通常帶正價電，但當溫度越高時，因為受到了
原子核的熱震蕩阻礙，電阻將會變大。金屬分子之間的連結是
金屬鍵，因此隨意更換位置都可再重新建立連結，這也是金屬伸展性良好的原因。
在自然界中，絕大多數(shù)金屬以
化合態(tài)存在，少數(shù)金屬例如金、銀、
鉑、
鉍以游離態(tài)存在。
金屬礦物多數(shù)是氧化物及硫化物，其他存在形式有氯化物、
硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽。
屬于金屬的物質有金、
銀、銅、
鐵、錳、鋅等。在一大氣壓及25攝氏度的常溫下，除汞（液態(tài)）外，其他金屬都是固體。大部分的純金屬是銀白（灰）色，只有少數(shù)不是，如金為黃赤色，銅為紫紅色。金屬大多帶“钅”旁。
通常將具有正的溫度電阻系數(shù)的物質定義為金屬。使用的含112
金屬在元素周期表中
種元素的元素周期表中，金屬元素共90種。位于“硼-砹分界線”的左下方，在s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、f區(qū)等5個區(qū)域都有金屬元素，過渡元素全部是金屬元素。
在固態(tài)金屬
導體內，有很多可移動的
自由電子。雖然這些電子并不束縛於任何特定
原子，但都束縛於金屬的晶格內；甚至于在沒有外電場作用下，因為熱能，這些電子仍舊會隨機地移動。但是，在導體內，平均凈電流是零。挑選導線內部任意截面，在任意時間間隔內，從
截面一邊移到另一邊的電子數(shù)目，等于反方向移過截面的數(shù)目。
除
錫、銻、
鉍等少數(shù)幾種金屬的原子最外層電子數(shù)大于或等于4以外，絕大多數(shù)金屬原子的最外層電子數(shù)均小于4，主族金屬原子的外圍電子排布為ns1或ns2或ns2 np(1-4)，過渡金屬的外圍電子排布可表示為(n-1)d(1-10) ns(1-2)。主族金屬元素的原子半徑均比同周期
非金屬元素（
稀有氣體除外）的原子半徑大。
根據(jù)原子在物質內部的排列方式，可將固態(tài)物質分為兩大類：晶體，內部原子呈規(guī)則排列的物質。如固態(tài)金屬；非晶體——內部原子無規(guī)則排列的物質。如松香、
玻璃等。
金屬的晶體結構：是指金屬材料內部的原子的排列規(guī)律。它決定著材料的
顯微組織特性和材料的宏觀性能。
金屬單質
金屬鍵：金屬
原子間的結合鍵稱為
金屬鍵。（帶負電的自由電子與帶正電的的金屬正離子之間產生靜電吸力，使金屬原子結合在一起，這就是金屬鍵結合的本質。金屬特性：良好的
導電性和導熱性；強度高；具有塑性；
有固定熔點；各向異性。
（一）基本概念
1、晶胞：晶格中能夠代表晶格特征的最小幾何單元。
2、晶格參數(shù)：晶體學中用來描述晶胞大小與形狀的幾何參數(shù)。包括晶胞的三個棱邊長度a、b、c和三個棱邊夾角α、β、γ。
3、晶格常數(shù)：決定晶胞大小的三個棱長a、b、c。
（二）金屬中常見的晶格
1、體心立方晶格：晶格參數(shù) a=b=c；α=β=γ
=90°；立方體八個角上各有一個原子，體心處有一個原子。每個晶胞中原子數(shù)為2=1/8×8+1。
屬于體心立方晶格的常用金屬：α鉻、鎢、鉬、釩、α鐵、β鈦、鈮等。
2、面心立方晶格：晶格參數(shù)：a=b=c；α=β=γ=90°；晶胞的八個角上各有一個原子，立方體六個面的面心各有一個原子。每個晶胞中原子數(shù)為4=1/8×8+1/2×6
屬于面心立方晶格的常用金屬：γ鐵、鋁、銅、鎳等。結構圖如圖所示：
3、密排六方晶格：晶格參數(shù)：a=b≠c；α=β=90°、γ=120°；每個晶胞中原子數(shù)為：6=1/6×12+1/2×2+3。
屬于密排六方晶格的常用金屬：鎂、鋅、鈹、α鈦、鎘等。結構圖如圖所示：
（三）晶格的致密度
致密度=原子所占的總體積÷晶胞的體積
簡單立方的晶格致密度=0.52,
體心立方晶格的致密度=0.68，計算公式為：
面心立方晶格的致密度=0.74
密排六方晶格的致密度=0.74
（四）晶面指數(shù)與晶向指數(shù)
晶面：晶體中由物質質點所組成的平面。
晶向：由物質質點所決定的直線。
每一組平行的晶面和晶向都可用一組數(shù)字來標定其位向。這組數(shù)字分別稱為晶面指數(shù)和晶向指數(shù)。
晶面指數(shù)的確定：晶面與三個坐標軸截距的倒數(shù)取最小整數(shù)，用圓括號表示。如（111）、（112）。
晶向指數(shù)的確定：通過坐標原點直線上某一點的坐標，用方括號表示。
晶面族與晶向族
晶面族：晶面指數(shù)中各個數(shù)字相同但是符號不同或排列順序不同的所有晶面。這些晶面上的原子排列規(guī)律相同，具有相同的原子密度和性質。如{110}=（110）+（101）+（011）+（101）+（110）+（011）
晶向族：原子排列密度完全相同的晶向。如<111>=[111]+[111]+[111]+[111]
（五）晶體的各向異性
在晶體中，由于各個晶面和晶向上原子排列密度不同，使原子間的相互作用力也不相同。因此在同一單晶體內不同晶面和晶向上的性能也是不同的。這種現(xiàn)象稱為晶體的各向異性。
晶體分單晶體和多晶體
單晶體：晶體內各處晶格位向一致的晶體。
多晶體：晶體內晶格位向不相同的晶體。
實際金屬是多晶體
二、純金屬的實際晶體結構
（一）晶粒與亞晶粒
晶粒——金屬晶體中，晶格位向基本一致，并有邊界與鄰區(qū)分開的區(qū)域。
晶界——晶粒之間原子排列不規(guī)則的區(qū)域。
實際金屬晶粒大小除取決于金屬種類外，主要取決于結晶條件和熱處理工藝。
亞晶粒——晶粒內部晶格位向差小于2°、3°的更小的晶塊。
亞晶界——亞晶粒間的過渡區(qū)。
（二）晶體中的晶體缺陷
晶體缺陷：是指晶體中原子排列不規(guī)則的區(qū)域。
根據(jù)晶體缺陷的幾何特點和對原子排列不規(guī)則性的影響范圍可分為三大類：
2、線缺陷；
3、面缺陷。
1）點缺陷
以一個點為中心，在它周圍造成原子排列不規(guī)則，產生晶格畸變和內應力的缺陷。點缺陷類型主要有三種：
（1）間隙原子
（2）晶格空位
（3）置換原子
在晶格的結點處出現(xiàn)原子直徑不同的異類原子的晶體缺陷。置換原子示意圖，如圖所示：
☆間隙原子：在晶格的間隙處出現(xiàn)多余原子的晶體缺陷。
☆晶格空位：在晶格的結點處出現(xiàn)缺少原子的晶體缺陷。如圖所示：
2）線缺陷
主要是指各種形式的位錯。
位錯：是指晶體中某一列或若干列原子發(fā)
生了有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。位錯密度：單位體積內位錯線的長度，（cm-2），如圖所示：
刃型錯位示意圖
3）面缺陷
主要是指晶界和亞晶界。它是由于受到其兩側的不同晶格位向的晶粒或亞晶粒的影響而使原子呈不規(guī)則排列。
合成金屬
一、基本概念
合金系：是指具有相同組元，而成分比例不同的一系列合金。如各種碳素鋼。
相：是指在合金中，凡是化學成分相同、晶體結構相同并有界面與其它部分分隔開來的一個均勻區(qū)域。在一個相中可以有多個晶粒，但是一個晶粒中只能是同一個相。
合金中有兩類基本的相結構，固溶體和金屬化合物。
顯微組織：是指在顯微鏡下看到的相和晶粒的形態(tài)、大小和分布。它可以看作是由各個相組成的。
合金的顯微組織可以看作是由各個相所組成的，這些相稱為合金組織的相組成物；也可以看作是基本組織所組成的，這些基本組織稱為合金組織的組織組成物。合金的力學性能不僅取決于它的化學成分，更取決于它的顯微組織。
二、合金的相結構
合金的晶體結構：是指合金中各個相的晶體結構，簡稱相結構。
合金的相結構通常分為兩大類：
（一）固溶體；
（二）金屬化合物。
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