无机非金属材料结构知识点整理

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1、一概述1•材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。材料性能关系到材料的应用材料含义在于应用，材料的什么决定应用的概念和设计，决定了应用的基础——综合的性能决定最终产品的形态和应用……2.材料研究的核心问题：以材料的结构和性能为研究对象，并重点研究结构与材料性能之间的关系，为材料性能的改进和新材料的开发提供指导。3材料结构层次：原子结构，晶体结构一一功能材料密切相关；显微结构，微观组织一一结构材料密切相关；宏观结构一一复合材料相关；、4材料的电子结构一一指材料中的电子分布和状态，它不同

2、于单个的分子和原子的电子结构，因为这两者不是长程的完整的材料。它是决定材料晶体结构的主要和木质原因。5.电子波动反映到原子中，为驻波。6•现代材料结构和性能测量的重耍原理和基础：X光衍射和电子显微技术——微观结构，磁性分布和能隙空间分布等等，其中大都以微观过程或性能直接体现了量子效应和作用……7•量子理论是解决电子结构的惟一工具。是以能量的量子化和波函数概念为核心的，可依照薛定额方程确定的第一性原理分析方法。二、晶体结构1晶体的特征：均匀性；各向异性；自发地形成多而体外形；晶体具有明显确定的熔点；

3、晶体的对称性；晶体对X射线的衍射；2晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的，即晶体的宏观特性是微观特性的反映。3晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体小实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况4晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的（长程序），而非晶体屮这些质点除与其最近邻外，基本上无规则地堆积在一起（短程序）。晶体与非晶体Z间的主要差别在于它们是否有三维长程点阵结构。5晶体一一原子或原子I才I、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成的固体6固体分类（按

4、结构）一一晶体：长程有序；非晶体：不具有长程序的特点，短程有序；准晶体：有长程取向性，而没有长程的平移对称性。7在晶体中适当选取某些原了作为一个基木结构单元，这个基木结构单元称为基元，基元是晶体结构小最小的重复单元，基元在空间周期性重复排列就形成晶体结构。晶格+基元二晶体结构8晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限分布，通过这些点做三组不共面的平行直线族，形成一些网格，称为晶格（或者说这些点在空间周期性排列形成的骨架称为晶格）。9取一格点为顶点，出此点向迈駆的三个格点

5、作三个不共面的矢量，以此三个矢量为边作平行六面体即为固体物理学（简称原胞）。10结晶学原胞（简称单胞）构造：使三个基矢的方向尽可能地沿着空间对称轴的方向，它具冇明显的对称性和周期性。11维格纳•■塞茨原胞构造：以一个格点为原点，作原点与其它格点连接的屮垂面（或屮垂线），由这些屮垂血（或中垂线）所围成的最小体积（或面积）即为W-S原胞。特点：它是晶体体积的最小重复单兀，每个原胞只包含1个格点。其体积与固体物理学原胞体积相同。12原胞与分类-7大晶系晶系晶轴轴间夹角实例立方a=b=ca=P=y=90°

6、Cu,NaCI四方a二bhca=3=y=90°Sn,SiO2正交a二hbhca=P=Y=90°I2/BaCC)3三方a=b=ca邙二vh90°As,AI2O3a=b?£ca邙二90°,y=120°单-斜ahbhca=v=90°,"90°KCIO3三斜ahbhcg[3工y#90°K2CrO7六方a二bhca邙二9O0,y=120°Mg,(13品体或分了是三维空间，其对称操作有对称元素Z旋转6,对称元素Z反演与反映14.7大晶系，14个布拉维格子，230个空间群，8种对称元素，32个晶体学点群15.晶

7、体分类表述方式的W：7晶系一一可方便和简单地描述晶体外形，便于讨论晶体周期性的一种表述，14个布拉维格子一一严格的数学推导的结论和规律，是描述晶格点阵（平移特征）的一种完整表述，230空间群一一通过对称操作我们可以比较严格地描述一个晶体结构（晶格+基元）的全部对称特征，是对结构的更细致的表述。16通过空间群构造一个品体结构三大耍素：空间群（对称性），原子等效点位置；品格参数17通过晶格中任意两个格点连一条直线，任取两格点的连线延伸，它必然穿过一串格点，称为晶列，晶列的取向称为品向，描写品向的一组数

8、称为晶向指数（或晶列指数）。此外，过这一格点可以有无数晶列。18晶面指数及密勒指数:（1）平行的晶面组成晶面族，晶面族包含所冇格点；（2）晶面上格点分布具冇周期性；同一晶血族中的每一晶血上，格点分布（情况）相同;（4）同一晶面族中相邻晶面间距相等。19品而的法线方向与三个坐标轴（基矢）的夹角的余弦Z比，等于品而在三个轴上的截距的倒数Z比。20晶面指数（hlh2h3）表示的意义是：⑴基矢被平行的晶面等间距的分割成加、h2、h3等份；（2）以为各轴的长度单位所求得的晶面在处标轴上的截距