基础化学 金属及合金的晶体结构

《基础化学 金属及合金的晶体结构》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.1.1晶体学基本概念2.1.1.1晶体与非晶体物质的基本聚集状态有气体、液体、固体三种。固态物质又分为晶体与非晶体两大类。晶体：物质的质点（包括原子、分子、离子和原子群）在三维空间作周期性规则排列的固态物质。现代使用的材料绝大部分是晶态（Crystalline）材料。晶态材料包括单晶材料、多晶材料、微晶材料和液晶材料等。我们日常使用的各种金属材料大部分是多晶材料，大部分陶瓷也是晶体材料。天然晶体具有规则外形和宏观对称性。非晶体：物质的质点（原子，离子、分子等）在三维空间无规则排列的固态物质。玻璃、多

2、数高分子材料等。1晶体与非晶体的相互转化性......2非晶新材料的发展：光、电、磁、耐蚀性、高强度等方面的高性能等。晶体与非晶体的区别(1)晶体中原子等质点是规则排列的，非晶体中质点是无规则堆积在一起的(2)晶体具有明显、固定的熔点，伴有体积与性能的突变。(3)晶体有各向异性，非晶体则各向同性。3各向异性：不同方向上的性能有差异晶体：金刚石、NaCl、冰等。非晶体：蜂蜡、玻璃等。2.1.1.2单晶体与多晶体通常，晶体内的原子并非完全按照同一位向（原子排列的方向）排列，而是由许多结构或位向不同且外形不规

3、则的小晶体组成。在每个小晶粒内部，原子排列位向基本一致。晶体中原子排列位向基本一致的小晶体称为晶粒。由许多大小、形状、方位或结构不同的晶粒组成的晶体为多晶体。所有原子都按照同一规律和位向排列的晶体叫单晶体。单晶体在不同方向上的原子密度不同，因而性能也有差异，表现为各向异性。多晶体由于各个晶粒的位向不同，虽然每个晶粒是各向异性，但在整体上表现为各向同性。为了和非晶体的各向同性区别，称为(伪各同同性。?2.1.2晶体结构与空间点阵原子（离子）的刚球模型钢球模型—用钢球代表空间排列的原子。可直观地看出原子在各

4、个方向的排列都是很规则的但难看清原子排列的规律和特点。点阵（晶格）模型阵点—将构成晶体的原子或原子群抽象为纯粹的几何点。空间点阵—是一个几何概念。是阵点在三维空间中形成的有规律的某种对称排列.晶格(lattice)—将阵点用线连接起来形成的空间格子。晶胞(unitcell)—是从晶格中选取出来的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元，可用来分析晶体中原子排列的规律性。晶胞大小常用棱边长度和夹角来表示。晶胞：晶格中体积最小，对称性最高的平行六面体，是能代表原子排列形式特征的最小几何单元。整个晶体就是晶胞在

5、三维空间的重复堆砌在晶胞中建立三维坐标体系，描述出晶胞的形状与大小。晶胞的三个棱长a,b,c称为晶格常数，也是坐标系的单位矢量。晶胞的棱长a,b,c与三棱间的夹角α,β,γ合称晶格参数。构成晶体的基元在三维空间有规律的周期性的具体排列方式.晶体结构=空间点阵+基元依据点阵参数的不同特点划分为七种晶系.(1)(1)三斜晶系：α≠β≠γ≠90°,a≠b≠c.2)单斜晶系：α=γ=90°≠β,a≠b≠c，3到7在课本上.复杂单胞底心单斜?2.1.3晶面及晶向晶面：在晶体中，由一系列原子所构成的平面。晶向：在晶

6、体中，任意两个原子之间连线所指的方向。表述不同晶面和晶向的原子排列情况及其在空间的位向称为晶面指数和晶向指数。∵不同的晶面和晶向上原子排列的疏密程度不同，原子间相互作用就不同，力学性能和理化性能也不同1晶向指数[uvw]晶向指数的确定方法：①建立以晶胞的边长作为单位长度的坐标系。设坐标②从坐标原点引一有向直线平行于待定晶向。③在直线上任取一点求出该点的坐标值。求坐标值④将所得坐标值约成互质整数（化整数），再加方括号[]。⑤若晶向指向坐标负方向，则在晶向指数的这一数字之上冠以负号。晶向指数相同，符号相反的

7、为同一条直线，原子排列相同但空间位向不同的所有晶向2晶面指数晶面指数的确定方法：①在以晶胞的边长作为单位长度的坐标系中取该晶面在各坐标轴上的截距。（设坐标、求截距）②取截距的倒数。取倒数③将倒数约成互质整数（化整数），再加圆括号（）晶面的空间位向不同但原子排列相同的所有晶面——晶面族晶面指数的数字和顺序相同，符号相反则两平面互相平行3晶面与晶向的关系当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl）平行时如：[100]晶向与（010）晶面平行，当一个晶向[uvw]与一个晶面(hkl)垂直时体心立方晶格中最密原子面

8、是｛110｝，原子排列最密的方向是<111>。面心立方晶格中最密的原子面是｛111}，原子排列最密的方向是<110>。4六方晶系的晶向指数和晶面指数六方晶系中，c轴为1个六次旋转轴。为充分显示其对称性，在a1和a2构成的坐标平面上，加一个与a1和a2均构成120°的第三轴a3。晶向指数的确定：三坐标轴[UVW]四坐标轴[uvtω]，u=2U/3-V/3，v=2V/3-U/3，t=-(u+v），ω=W晶面指数的确定：三轴坐标（HKL），四轴坐