材料的晶体结构.ppt

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1、第一章晶体材料的结构晶体学基础知识晶向与晶面指数纯金属常见的晶体结构常见离子晶体的结构常见共价键晶体结构第一节晶体基础知识一、原子的排列方式分子的构成有的分子是单原子，如金属材料；有的是几个相同或不同的原子，如陶瓷材料；有的分子中包含的数千或更多的原子，如高分子材料。1.非晶体原子排列：粒子(原子、离子或分子)无规则的堆积。特点：各向同性；黏度为其力学性能的基本参数，能保持自己形状的为固体，不能保持自己形状的为液体；随温度的升高黏度减小，在液体和固体之间没有明显的温度界限。一、原子的排列方式2.晶体原子排列：粒子(原子、离子或分子)在三维空

2、间呈周期性的规则重复排列。特点：各向异性：不同方向原子的排列方式不相同，因而其表现的性能也有差异固定的熔点：排列规律能保持时呈现固体，温度升高到某一特定值，排列方式的解体，原子成无规则堆积，这时大多呈现不能保持自己形状的液体。二、晶格与晶胞第一节晶体基础知识晶格为了表达空间原子排列的几何规律，把粒子(原子或分子)在空间的平衡位置作为节点，人为地将节点用一系列相互平行的直线连接起来形成的空间格架称为晶格。二、晶格与晶胞第一节晶体基础知识晶胞构成晶格的最基本单元。晶胞在三维空间重复堆砌可构成整个空间点阵，通常为小的平行六面体。晶胞要顺序满足①能

3、充分反映整个空间点阵的对称性，②具有尽可能多的直角，③体积要最小。第一节晶体基础知识点阵常数平行六面体的三个棱长a、b、c和及其夹角α、β、γ，可决定平行六面体尺寸和形状，这六个量亦称为点阵常数。三、晶系第一节晶体基础知识按点阵常数的特征对晶体的分类。布拉菲点阵简单单斜底心单斜第二节晶向与晶面指数一、晶向与立方晶系晶向指数晶向：空间点阵中节点列的方向。空间中任两节点的连线的方向，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,y

4、2,z2)。(若平移晶向或坐标，让在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[uvw]中，不加逗号，负号记在上方。一、晶向与立方晶系晶向指数第二节晶系晶向与晶面指数晶向族：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的晶向。二、晶面与立方晶系晶面指数第二节晶系晶向与晶面指数晶面：空间中不在一直线任三个阵点的构成的平面，代

5、表了晶体中原子列的方向。晶面指数：表示晶面方位的符号。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。二、晶面与立方晶系晶面指数第二节晶系晶向与晶面指数晶面族：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。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。晶面指数特征：与原点位置无关；每一指数对应一组平行的

6、晶面。三、六方晶系晶面与晶向指数第二节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第二节晶系晶向与晶面指数2、晶向指数标定方法：平移晶向(或坐标)，让原点为

7、晶向上一点，取另一点的坐标，有:并满足p＋q＋r＝0；化成最小、整数比u：v：t：w放在方方括号[uvtw]，不加逗号，负号记在上方。三、六方晶系晶面与晶向指数第二节晶系晶向与晶面指数3、晶向族与晶面族同一族的晶向或晶面也具有等同的效果；三个水平方向具有等同的效果，指数的交换只能在他们之间进行，Z轴只能改变符号；改变符号时，前三项要满足p＋q＋r＝0的相关性要求。四、其他晶体学概念第二节晶向与晶面指数2.晶面的原子密度：该晶面单位面积上的节点(原子)数。1.晶向的原子密度：该晶向单位长度上的节点(原子)数。3.晶带和晶带轴：相交和平行于某一

8、晶向的所有晶面的组合称为晶带，此直线叫做它们的晶带轴。晶带用晶带轴的晶向指数表示。在立方晶系中：晶面(hkl)和其晶带轴[uvw]的指数之间满足关系：四、其他晶体学概念第二节晶向