《材料中的晶体结构》PPT课件

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1、2.材料中的晶体结构在晶体结构中，一般将原子或离子看成具有一定大小的球体。球体间作紧密堆积。等大球体、不等大球体原子（离子）有效半径：2.1纯金属的晶体结构典型金属的晶体结构面心立方（A1或f.c.c）体心立方（A2或b.c.c）密排六方（A3或h.c.p）面心立方f.c.c体心立方b.c.c密排六方h.c.p点阵常数晶胞的棱边长度a、b、c，原子半径为r，则afcc＝rabcc＝rahcp＝2r(c/a=1.633)晶胞原子数NN的概念：计算方法：Nfcc=4Nbcc=2Nhcp=6配位数CN和致

2、密度KCNf.c.c＝12CNb.c.c＝8CNh.c.p＝12（c/a＝1.633）Kf.c.c＝74％Kb.c.c＝68％Kh.c.p＝74％（c/a=1.633）间隙四面体间隙、八面体间隙：在分析晶体结构的间隙时，要明确间隙的种类、大小、位置、数目。间隙的种类间隙的大小f.c.c结构中的间隙f.c.c结构中的间隙正八面体间隙位置：数目：大小：正四面体间隙位置：数目：大小：b.c.c结构中的间隙b.c.c结构中的间隙扁八面体间隙位置：数目：大小：四面体间隙位置：数目：大小：h.c.p结构中的间隙

3、h.c.p结构中的间隙对于c/a＝1.633，在原子半径相同条件下间隙大小与f.c.c相同。只是间隙中心的位置有所不同。原子的堆垛方式h.c.p中{0001}的堆垛顺序：ABAB…f.c.c中{111}的堆垛顺序：ABCABC…多晶型（同素异构）转变概念：特点：2.2离子晶体的结构（1）离子半径有效半径：离子半径的大小并非绝对的，同一离子随着价态和配位数的变化而变化。（2）配位数CN涉及正负离子。正、负离子的配位数多少与离子半径之比有关r+/r-。（3）配位多面体配位多面体：配位多面体是离子晶体的基

4、本结构单元。了解晶体结构：r+/r-→CN(+)→配位多面体→结构特点（3）配位多面体离子晶体的结构规则—鲍林规则鲍林提出了五条规则，成功地解释了大多数离子晶体结构，其规则也就是决定结构单元自身特性及结构单元之间连接方式地规则。(1)第一规则负离子配位多面体规则内容：r0＝r+＋r-r+/r-→CN（+）(2)第二规则静电价规则内容：静电键强度S=Z/n离子配位数与电价关系：(3)第三规则连接规则（能量规则）内容：一般规律：四面体，连接；八面体，连接；立方体，连接。（3）第三规则(4)第四规则连接规

5、则内容：多种阳离子存在，其配位多面体尽可能互不相连，若连，共。(5)第五规则节省规则内容：在一个均匀结构中，不同的配位多面体很难有效地堆积在一起。典型的离子晶体结构对晶体结构的描述通常使用以下三种方法：①②③（1）NaCl型（AB型）晶体结构晶系点阵类型立方CN（+）＝CN（-）＝Z＝4（1）NaCl型配位多面体为面体（1）NaCl型描述：①八面体以方式连接而成。②③Cl－按密堆积，Na＋位于间隙中。（1）NaCl型属于NaCl型结构的晶体有：不同的是晶体的参数不相同。（2）CsCl型（AB型）晶体

6、结构点阵类型CN（+）＝CN（-）＝Z＝1配位多面体为（2）CsCl型描述：①立方体以连接。②③Cl－按堆积，Cs＋占据间隙。属于CsCl型结构的晶体有：（3）β－ZnS（闪锌矿）型（AB型）晶体结构点阵类型CN（+）＝CN（-）＝Z＝4（3）闪锌矿型配位多面体为（3）闪锌矿型描述：①②见书③属于闪锌矿型结构的晶体有：（4）α－ZnS（纤锌矿）型（六方ZnS）（AB型）晶体结构点阵类型CN（+）＝CN（-）＝Z＝2配位多面体（4）纤锌矿型描述：属于纤锌矿型结构的晶体有：（5）CaF2（萤石）型（

7、AB2型）晶体结构点阵类型CN（+）＝CN（-）＝Z＝4（5）萤石型配位多面体为（5）萤石型萤石结构中，存在机制。反萤石结构：属于萤石型结构的晶体有：属于反萤石结构的晶体有：（6）TiO2（金红石）型（AB2型）晶体结构点阵类型CN（+）＝CN（-）＝Z＝2（6）金红石型配位多面体为（6）金红石型描述：属于金红石型结构的晶体有：（7）α－Al2O3（刚玉）型（A2B3型）刚玉晶体属CN（+）＝CN（-）＝Z＝2配位多面体为（7）刚玉型考虑电价平衡，八面体间隙正离子只占2/3。Al3＋离子的分布有一

8、定规律。属于刚玉型结构的晶体有：（8）复合氧化物结构①CaTiO3钙钛矿（ABO3）②MgAl2O4尖晶石（AB2O4）①CaTiO3钙钛矿晶体结构立方晶系(高温时)Z=4Ca2+面心立方的角顶CN（Ca2+）＝12O2-面心立方的面心CN（O2-）＝6Ti4+填充1/4八面体间隙CN（Ti4+）＝6①钙钛矿①钙钛矿存在大的正离子大的正离子、负离子一起形成密堆结构，小的正离子填充空隙A是2价离子、B是4价离子；A是1价离子、B是5价离子；②MgAl2O4尖晶石晶体结构