晶体与晶格
体心立方(body-centered cubic)
/ BOD-ee-SEN-terd KYOO-bik /
想象一个立方体,八个角上各放一个球,然后再往盒子正中央扔进一个球,悬在不偏不倚的中心。那个居中的球,就是位于立方体核心的「体心」。把这个小立方体往各个方向重复堆出来的晶体,就具有体心立方结构。
体心立方,简称bcc,是一种立方结构:八个角上各有一个原子,再加上立方体正中央的一个额外原子。仔细计数——角上的原子各由八个相邻立方体分摊——一个立方体实际含有两个原子。它不是密堆积结构:每个原子与八个最近邻相接触,而非十二个,原子只填满约68%的空间,比密堆积结构稍微宽松些。中心原子和角上原子所处的环境完全相同,所以这些点仍然构成一个标准的布拉维格子。
体心立方之所以重要,是因为室温下的铁是体心立方,铬、钨这些结构金属以及钠等碱金属也是。略微宽松、不那么易滑动的堆积,往往让体心立方金属比密堆积金属更硬、更不易塑形。常见的混淆是以为中心原子是某种不同的点——它不是;在纯体心立方单质里,它是处于完全相同环境的同种原子,只不过坐落在立方体的心脏处。
普通的铁是体心立方,但把它加热到约912摄氏度以上,它就会重排成面心立方。炼钢者正是利用这一转换:在这两种结构之间对铁进行加热、保温和淬火,就是他们调控硬度的手段。
铁随温度在体心立方与面心立方之间切换——这是炼钢的根基。
体心立方的原子堆积密度低于面心立方(约68%对74%),但更密并不总是更好——体心立方的钨,是我们手头最硬、熔点最高的金属之一。
又称
另见