晶体与晶格

六方密堆积(hexagonal close-packed)

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把弹珠平铺在桌面上往一起推:每颗弹珠都会安顿进一圈紧贴的六颗当中,拼成一张由三角形组成的蜂窝——一层六边形。接着往上搭,把第二层落进第一层的凹窝里。当第三层正好压在第一层的正上方,永远地重复ABAB,你就得到了六方密堆积。

六方密堆积,简称hcp,是把密堆积层叠得像球所能允许的那样紧的两种方式之一。每一层都是一张原子彼此相接的六边形薄片,相继的层只在两个位置间交替,呈ABAB图案。和所有密堆积一样,每个原子有十二个最近邻,球填满约74%的空间。它的晶胞是一个六棱柱,结构里自带一根轴——堆叠方向——这使它不如立方体那样对称,所以六方密堆积金属沿这根轴和横穿这根轴时往往表现不同。

六方密堆积之所以重要,是因为一批重要金属采用它:镁、锌、钛、钴,以及铍和锆的常见形态。它较低的对称性,加上那根特殊的堆叠轴,赋予这些金属随方向而异的性质,也常使它们比面心立方金属更难变形。最不该错过的一点是:六方密堆积和面心立方一样密——两者都是约74%的密堆积——区别只在层序:六方密堆积是ABAB,面心立方是ABCABC。

钛因为又强又轻而在飞机和植入物中备受青睐,它在室温下是六方密堆积。正是这种带堆叠轴的结构,部分解释了为什么加工钛部件要比铝部件更小心。

又强又轻的钛是六方密堆积——它的轴让它更难塑形。

六方密堆积是一种结构,本身并不是一种布拉维格子——它真正的描述是「简单六方格子加双原子基元」。每个重复周期里的那两层密堆积层,来自这个基元,而不是两种不同的格子。

又称
hcpHCP