Chpt21结晶学基础

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1、精品课程材料科学基础固体结构SolidStructure材料科学与工程学院固体结构气态（gasstate）物质液态（liquidstate）（substance）晶体（crystal）固态（solidstate）非晶体（amorphoussolid）晶体：指原子或分子在三维空间按一定规律作用周期性排列的固体非晶体：指原子或分子在三维空间无规则排列的固体原子排列在决定固态材料组织和性能中起着重要的作用。研究固态物质内部结构，即原子排列和分布规律是了解掌握材料性能的基础，以从内部找到改善和发展新材料的途径。精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构2.

2、1晶体学基础(BasisFundamentalsofcrystallography)一、晶体的基本概念与性质概念：指内部质点在三维空间呈规则地、周期性排列的固体结构特征：长程有序(long-rangeorder)与非态物质在性能上的区别：均一性：晶体中任何一部分具有相同的结构和性质自限性：晶体在适当的条件下自发地形成封闭几何多面体的性质各向异性：晶体的性质在不同方向表现出差异的特性对称性：包括结构对称和物理性质对称最小内能性：同热力学条件下同组成物质，晶体的能量最低精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构二、空间点阵(Spacel

3、attice)和晶胞(Unitecells)阵点：将晶体结构中每个质点抽象为空间的几何点空间点阵：在三维空间规则排列的阵列空间格子：用许多平行的直线将阵点连接构成的三维几何格架晶胞：点阵中具有代表性的基本单元(平行六面体)晶体构造中的空间格子精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构晶胞参数(Latticeparameters)：用平行六面体的三条棱边的边长a、b、c，及棱的夹角α、β、γ六个参数。根据晶胞参数间的相互关系，可将全部空间点阵归属于七个晶系。晶系点阵常数举例三斜a≠b≠c，α≠β≠γ≠90

4、oKCrO27单斜a≠b≠c，α=γ=90o≠ββ-S，CaSO•2HO42正交a≠b≠c，α=β=γ=90oα-S，Ga，FeC3三方a=b=c，α=β=γ≠90oAs，Sb，Bi四方a=b≠c，α=β=γ=90oβ-Sn，TiO2六方a=b≠c，α=β=90o，γ=120oZn，Cd，Mg，NiAs立方a=b=c，α=β=γ=90oFe，Cr，Cu，Ag，Au精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构布喇菲格子(BravaisLattice)原始格子P：结点分布于角顶，三方菱面体格子用R表示；底心格子C：结点分布于角顶和上下底面面心。分布在(100

5、)或(010)面心的格子称侧面心格子，或称A或B格子；体心格子I：结点分布于角顶和体中心；面心格子F：结点分布于角顶和各面的中心。原始格子底心格子体心格子面心格子精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构布喇菲格子(BravaisLattice)晶系布拉菲点阵晶系布拉菲点阵三斜(Triclinic)六方(Hexagonal)a1a≠b≠c，α≠β≠γ简单三斜＝a2＝a3≠c，α＝β＝简单六方90º，γ＝120º单斜(Monoclinic)菱方(Rhombohedral)简单单斜a≠b≠c，α＝γa＝b＝c,α＝β＝简单菱方底心单斜γ≠90º＝90º≠β

6、四方(Tetragonal)简单四方a＝b≠c,α＝β简单正交正交(orthorhombic)＝γ＝90º体心四方底心正交a≠b≠c，α＝β＝γ体心正交立方(Cubic)a简单立方＝90º面心正交＝b＝c，α＝β体心立方＝γ＝90º面心立方精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构十四种布喇菲格子aaaaaaaaa简单立方体心立方面心立方ccccaaaaabba简单四方体心四方简单正交体心正交精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构cccbbaaaaaaa120o底心正交面心正交菱形六方cccbbbaaa简单单斜底心单斜三斜精品课程——材料科

7、学基础材料科学与工程学院固体结构几点说明：1）简单六方点阵的单位平行六面体往往不容易看出点阵中存在六次旋转轴，画一个包含三个单位平行六面体的六方柱体图形就可以显示出这个对称关系，如图。但必须注意，不要把右图就看成是一个单位平行六面体了。精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构2）怎么没有四方底心点阵呢？从下图可以看出，四方底心点阵可以看成是虚线所示的简单四方的排列，而且，虚线所示的简单四方更符合第三条原则，因此底心四方不能单独成为一种点阵，其它情况是类似的。精品课程——材料科学基础材料科学与工程学院固体结构3）在底心、体心和面心点阵的单位平行六面体内

8、都包含了一个以上的结点。为什么要有不止