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1、第二章材料的晶体结构本章的主要内容晶体学基础纯金属的晶体结构离子晶体的晶体结构共价晶体的晶体结构第一节晶体学基础一、晶体结构、空间点阵和晶胞晶体结构：晶体中原子（分子、离子）在三维空间的具体排列方式。空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。空间点阵中的点－阵点。它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。晶格：描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。晶胞：空间点阵中能代表原子排列规律的最小的几何单元称之为晶胞，是构成空间点阵的最基本单元。——能表达晶体结构的最小重复单位。换言之：晶胞在三维空间有规则地重复排列组成了晶体。选取原则：能够充分反映空间点阵的对称性；相等的棱和角的数目
2、最多；具有尽可能多的直角；体积最小。晶格常数—点阵常数三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。二、.晶系与布拉菲点阵1855年,法国学者布拉维(Bravais)用数学方法证明了空间点阵共有且只能有十四种,并归纳为七个晶系:1).三斜晶系a=b=c,α=β=γ=90°;2).单斜晶系a=b=c,α=γ=90°=β;3).正交晶系a=b=c,α=β=γ=90°;4).六方晶系a=b=c,α=β=90°,γ=120°;5).菱方晶系a=b=c,α=β=γ=90°;6).正方晶系a=b=c,α=β=γ=90°;7).立方晶系a=b=c,α=β=γ=90°;布拉菲空间点阵晶胞三斜：简单三斜
3、单斜：简单单斜底心单斜正交：简单正交底心正交体心正交面心正交菱方：简单菱方六方：简单六方四方：简单四方体心四方立方：简单立方体心立方面心立方如：底心正方点阵的表示晶体结构和空间点阵的区别空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性，由于各阵点的周围环境相同，它只能有14中类型晶体结构则是晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况，它们能组成各种类型的排列，因此，实际存在的晶体结构是无限的。晶体结构和空间点阵的区别晶体结和空间点阵的区别三、晶面指数和晶相指数.晶面(crystalface):在晶格中由一系列原子所构成的平面称为晶面。晶面指数：表示晶面方
4、位的符号。标定方法：建立坐标系结点为原点，三棱为方向，点阵常数为单位（原点在标定面以外，可以采用平移法）；晶面在三个坐标上的截距a1a2a3；计算其倒数b1b2b3；化成最小、整数比h：k：l；放在圆方括号(hkl)，不加逗号，负号记在上方。建立坐标系结点为原点，三棱为方向，点阵常数为单位（原点在标定面以外，可以采用平移法）；晶面在三个坐标上的截距a1a2a3；计算其倒数b1b2b3；化成最小、整数比h：k：l；放在圆方括号(hkl)，不加逗号，负号记在上方。晶面指数：表示晶面方位的符号。晶面指数特征：与原点位置无关；每一指数对应一组平行的晶面。平行晶面的晶面指数相同，或数字相同，符号相
5、反。晶面族：原子排列情况相同，但空间位向不同的一组晶面的集合。表示方法：用花括号{hkl}表示。例如：可见任意交换指数的位置和改变符号后的所有结果都是该族的范围。晶面指数的例子正交点阵中一些晶面的面指数晶向(crystaldirection):在晶格中,任意两原子之间的连线所指的方向。代表了晶体中原子列的方向。晶向指数：表示晶向方位符号。标定方法：建立坐标系结点为原点，三棱为方向，点阵常数为单位；在晶向上任两点的坐标(x1,y1,z1)(x2,y2,z2)。(若平移晶向或坐标，让第一点在原点则下一步更简单)；计算x2-x1：y2-y1：z2-z1；化成最小、整数比u：v：w；放在方括号[
6、uvw]中，不加逗号，负号记在上方。晶向指数的例子正交晶系一些重要晶向的晶向指数一、晶向与立方晶系晶向指数晶向族：原子排列情况相同，但空间位向不同的一组晶向的集合。表示方法：用尖括号表示。举例：可见任意交换指数的位置和改变符号后的所有结果都是该族的范围。晶向指数特征：与原点位置无关；每一指数对应一组平行方向一致的晶向。若晶体中两晶向相互平行但方向相反，则晶向指数中数字相同而符号相反。在立方晶系中，具有相同指数的晶向和晶面相互垂直。试说明一个面心立方等于一个体心四方结构。在立方系中绘出｛110｝、｛111｝晶面族所包括的晶面，及（112）和（10）晶面。三、六方晶系晶面与晶向指数
7、晶系晶向与晶面指数1、晶面指数：建立坐标系：在六方晶系中，为了明确的表示晶体底面的(六次)对称性，底面用互成120度的三个坐标轴x1、x2、x3，其单位为晶格常数a，加上垂直于底面的方向Z，其单位为高度方向的晶格常数c。注意x1、x2、x3三个坐标值不是独立的变量。方法同立方晶系，(hkil)为在四个坐标轴的截距倒数的化简，自然可保证关系式h＋k＋I＝0。底面指数为(0001),侧面的指数为(1010)。三、六方晶系晶面与晶向指数晶
