α-铁，β-铁，γ-铁是什么概念？工程材料里看到很多次了，

Question

如题所述

Answer 1

α-铁、β-铁、γ-铁是描述纯铁在不同温度下晶体结构的概念。在室温下，纯铁的晶体结构为α-铁，即体心立方晶格。当温度升至912℃至1394℃之间，铁原子转变为面心立方晶格，称为γ-铁。而当温度超过1394℃时，铁原子再次转变为体心立方晶格，称为β-铁。
以下是关于这些概念的一些详细解释：
1. 晶体中原子排列的描述：为了描述晶体中原子的排列方式，科学家用假设的直线连接原子中心，并建立三维坐标轴。这些直线与坐标轴的夹角分别为α、β、γ。
2. 晶体和晶格：晶体是原子有规律排列的状态，晶格是晶体颗粒组成金属材料的最小单元。
3. 晶格的类型：晶粒主要有两种晶格结构，即体心立方晶格和面心立方晶格。体心立方晶格的每个顶点有一个原子，中心还有一个原子；面心立方晶格的每个顶点和每个面中心都有一个原子。
4. α铁和γ铁：具有体心立方晶格的纯铁称为α铁，这种结构使得材料较硬、抗力较大，不易锻造。而具有面心立方晶格的纯铁称为γ铁，这种结构使得材料较软，易变形。
5. 同素异构转变：当纯铁加热至910℃时，α-Fe会转变为γ-Fe，γ-Fe是面心立方结构。继续升高温度至1390℃，γ-Fe会转变为δ-Fe，其结构与α-Fe相同，也是体心立方结构。这种随着温度变化而结构转变的现象称为同素异构转变。
6. 晶体的结构描述：晶体结构可以看作是由相同形状的晶胞按一定方向相邻置放的集合。晶胞是晶体结构的基本单位，每个晶胞都包含相同的基向量和相应的面。
7. 元素的同素异构体：由于原子排列的不同，即使是同一种元素也可以形成不同的物质。例如，碳原子如果以六方晶体结构排列，则形成石墨，石墨柔软、导电性好、强度低；而以金刚石结构排列，则形成金刚石，金刚石硬度大、脆性强。
这些概念在工程材料中经常出现，了解它们有助于理解材料的性质和行为。