点阵中间隙位置

点阵中间隙位置有很多证据说明在α-Fe中碳原子不在较大的四面体间隙存身，而存身于较小的八面体间隙。一个超尺寸的原子进入四面体位置后将使周围四个原子都发生位移，而进入八面体间隙只需移动最近的两个原子，使晶格在最近原子方向膨胀，因而产生非球对称的点阵畸变。

点阵中间隙位置

如果把晶体中的金属原子看成是一些简单的相互接触的球体，则在等径圆球的三种简单密排结构中存在两种间隙位置，即四面体间隙和八面体间隙。

面心立方 （fcc）结构的间隙位置见图1。八面体间隙(图1) 由八面体顶角的六个原子所围成，间隙的中心位于单位晶胞的每个棱边的中点如等和体心位置，间隙半径r、原子半径rа之间有如下关系:r≈0.41rа。四面体间隙(图1)由晶胞的一个顶角原子和相邻的三个面心原子所组成的四面体构成，中心位于等处。四面体间隙半径r≈0.225rа。以γ-Fe为例，八面体间隙有容纳半径为0.52┱ 的球形原子的空间。因而只要点阵适当膨胀,可以容一个碳原子(半径0.8┱)或氮原子(半径0.7┱)。四面体间隙半径仅为0.28┱，很可能任何溶质原子都无法进入。

在体心立方（bcc）金属中， 四面体间隙的中心位于和与它相应的位置。间隙半径r≈0.291rа。位于此中心的球形原子将与四个球形的溶剂原子相接触（图2b）。在α－Fe中，如球形铁原子相互接触，则四面体间隙能容纳半径为0.36┱ 的溶质原子。八面体间隙中心位于边棱的中点等或的相应点(图2)，系由稍压扁的八面体顶角上6个原子所围成。距上下两原子比距其他四个原子略近。间隙半径r=0.154rа。在 α-Fe中间隙半径尺寸为0.19┱。因此在体心立方金属的间隙中所能容纳的溶质原子往往比面心立方金属少，产生的歪扭更严重。进入八面体间隙只需移动最近的两个原子，使晶格在最近原子方向膨胀，因而产生非球对称的点阵畸变。同时由于碳原子的有序化分布，晶体从体心立方变为体心正方，出现了晶体的正方度。

密排六方（cph）结构的八面体间隙(图3)半径r≈0.41rа;四面体间隙(图3)半径r≈0.225rа。

在金属学中，关于间隙位置的几何分析对研究合金相的形成、金属中的扩散和晶体缺陷等都有重要意义。

复合材料点阵结构是一种具有轻质、高比强、高比刚以及多功能潜力的新型结构材料，受到国外学者的极大关注1，是新一代结构材料一体化的理想结构材料。

点阵材料是一种新型轻质高强材料，同时具备形状控制、致动、能量吸收和传热等多种功能。点阵材料的拉伸主导型设计原则、点阵构型和制备工2。拉伸主导型点阵材料的比强度和比刚度明显强于一般胞元材料，在低密度时质量效率更加突出。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所