
【电】 face-centerd cubic structure
面心立方体结构(Face-Centered Cubic, FCC)是晶体学中三种常见金属晶体结构之一。其基本特征为:立方晶胞的每个顶点和每个面中心均被原子占据,每个晶胞包含4个原子(顶点贡献1/8×8=1个原子,面心贡献1/2×6=3个原子)。
该结构具有以下核心特性:
在工程应用中,面心立方结构材料广泛应用于:
该结构的空间群为Fm$overline{3}$m(国际晶体学表编号225),原子位置坐标为(0,0,0)、(0,1/2,1/2)、(1/2,0,1/2)、(1/2,1/2,0)。配位数为12,致密度计算式为: $$ text{致密度} = frac{4×(4/3)pi r}{a} = frac{sqrt{2}pi}{6} approx 0.74 $$ 其中r为原子半径,a为晶格常数[《材料科学基础》第5版, 清华大学出版社]。
面心立方体结构(Face-Centered Cubic, FCC)是金属晶体中常见的一种原子排列方式,具有以下核心特征:
结构定义与原子分布
面心立方结构的晶胞为立方体,原子不仅位于立方体的8个顶点,还在每个面的中心各有一个原子。每个顶点原子被8个相邻晶胞共享,面心原子被2个晶胞共享,因此单个晶胞实际包含的原子数为:
$$4 text{(计算式:} 8 times frac{1}{8} + 6 times frac{1}{2} = 4text{)}$$
几何与物理特性
典型金属与应用
常见金属包括铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)及γ-铁(γ-Fe,高温下的铁)。这些金属因面心立方结构的高致密度和滑移系数量,通常表现出优异的延展性和导电性。
与其他结构的对比
与体心立方(BCC)相比,面心立方原子排列更紧密(致密度0.74 vs. 0.68),且滑移系更多,因此塑性更优。其层叠方式为A-B-C-A-B-C循环,形成三维密排结构。
如需进一步了解晶胞基矢或具体滑移机制,可参考材料科学教材或专业数据库。
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