理论教育 α-W晶体结构及其理化性质

α-W晶体结构及其理化性质

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2.27中的Cr结构示意了α-W型晶体结构。钨的熔点高达3422℃,这是所有纯金属中最高的。α-Fe,其晶格常数a=2.87。α-Fe在910℃以下是热力学稳定的;在910~1390℃,γ-Fe是稳定的;在1390~1539℃,δ-Fe是稳定的。少量碳溶于α-Fe中称为铁素体。α-Fe具有铁磁性,是钢铁磁性的来源。与γ-Fe相比,α-Fe属于bcc晶体结构。虽然α-Fe的致密度低,但原子晶格间距和最大空隙半径小,所以也很难溶进碳原子。727℃时,碳原子在α-Fe中的最大溶解度约为0.022%。

α-W晶体结构及其理化性质

图2.27中的Cr结构示意了α-W型晶体结构。它属于体心立方点阵(bcc)、等轴晶系,空间群为Im3m。Strukturbericht符号为A2,其Pearson符号为cI2。每个晶胞有2个原子,Z=2。这两个原子的坐标分别是(0,0,0)、(0.5,0.5,0.5)。该型晶体的滑移面可能有(110)、(112)、(123)及[111]滑移方向。属于这种晶体结构的晶体有α-W、α-Fe、δ-Fe、Cr、Mo等。

钨(W),符号W来自德文wolfram。它是1781年发现的新元素。两年以后,金属钨被分离出来。α-W的晶格常数a=3.16Å。钨的熔点高达3422℃,这是所有纯金属中最高的。其密度高达19.25 g/cm3。含有少量杂质的钨硬而脆,很难采用传统的机械加工来处理。很纯的钨,虽然也很硬,但还是可以锻造。钨的加工方法有锻造、拉伸和挤压。钨制品还常采用与陶瓷制备方法相似的烧结法来加工。(www.daowen.com)

钨因非常坚硬、紧密,可用作装甲和散热片。在子弹中,人们使用钨来取代铅。碳化钨(WC)是很硬的物质之一,也是金属陶瓷的重要原料。以WC和Co为主要原料的金属陶瓷常被用作切削刀具的材料(可切削不锈钢)、穿甲弹弹芯等。在化学性能方面,钨的防腐性能非常好,大多数无机酸对其的侵蚀都很小。在空气中,钨的表面会形成一层保护性氧化物。但是在高温下,钨会发生氧化。

α-Fe,其晶格常数a=2.87Å。α-Fe在910℃以下是热力学稳定的;在910~1390℃,γ-Fe是稳定的;在1390~1539℃,δ-Fe是稳定的。少量碳溶于α-Fe中称为铁素体(ferrite)。α-Fe具有铁磁性,是钢铁磁性的来源。与γ-Fe相比,α-Fe属于bcc晶体结构。虽然α-Fe的致密度低,但原子晶格间距和最大空隙半径小,所以也很难溶进碳原子。727℃时,碳原子在α-Fe中的最大溶解度约为0.022%(质量分数)。铁素体的力学性质和纯铁相似。它的强度与硬度都是钢铁组织中最低的,布氏硬度只有约80 HB。然而,铁素体富有延展性而适合采用压力加工。由于奥氏体的密度较铁素体大,因此奥氏体转变为铁素体时,钢铁会发生一定程度的膨胀。

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