晶体学基础(晶向指数与晶面指数).doc

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1、.1.4晶向指数和晶面指数一晶向和晶面1晶向晶向：空间点阵中各阵点列的方向（连接点阵中任意结点列的直线方向）。晶体中的某些方向，涉及到晶体中原子的位置，原子列方向，表示的是一组相互平行、方向一致的直线的指向。2晶面晶面：通过空间点阵中任意一组阵点的平面（在点阵中由结点构成的平面）。晶体中原子所构成的平面。不同的晶面和晶向具有不同的原子排列和不同的取向。材料的许多性质和行为（如各种物理性质、力学行为、相变、X光和电子衍射特性等）都和晶面、晶向有密切的关系。所以，为了研究和描述材料的性质和行为，首先就要设法表征晶面和晶向。为了便于确定和区别晶体中不同方位的

2、晶向和晶面，国际上通用密勒（Miller）指数来统一标定晶向指数与晶面指数。二晶向指数和晶面指数的确定1晶向指数的确定方法三指数表示晶向指数[uvw]的步骤如图1所示。(1)建立以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系，各轴上的坐标长度单位分别是晶胞边长a，b，c，坐标原点在待标晶向上。(2)选取该晶向上原点以外的任一点P(xa，yb，zc)。(3)将xa，yb，zc化成最小的简单整数比u，v，w，且u∶v∶w=xa∶yb∶zc。(4)将u，v，w三数置于方括号就得到晶向指数[uvw]。图1晶向指数的确定方法图2不同的晶向及其指数Word文档.当然，在确定晶向

3、指数时，坐标原点不一定非选取在晶向上不可。若原点不在待标晶向上，那就需要选取该晶向上两点的坐标P(x1，y1，z1)和Q(x2，y2，z2)，然后将(x1-x2)，(y1-y2)，(z1-z2)三个数化成最小的简单整数u，v，w，并使之满足u∶v∶w=(x1-x2)∶(y1-y2)∶(z1-z2)。则[uvw]为该晶向的指数。显然，晶向指数表示了所有相互平行、方向一致的晶向。若所指的方向相反，则晶向指数的数字相同，但符号相反，如图3中[0]与[010]。说明：a指数意义：代表相互平行、方向一致的所有晶向。b负值：标于数字上方，表示同一晶向的相反方向。c

4、晶向族：晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶向。用表示，数字相同，但排列顺序不同或正负号不同的晶向属于同一晶向族。晶体结构中那些原子密度相同的等同晶向称为晶向轴，用表示。<100>：[100][010][001][][][]<111>：[111][][][][][][][]图3正交点阵中的几个晶向指数2晶面指数的确定　　国际上通用的是密勒指数，即用三个数字来表示晶面指数（hkl）。图4中的红色晶面为待确定的晶面，其确定方法如下。图4晶面指数的确定(1)建立一组以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系，令坐标原点不在待标晶面上，各轴上

5、的坐标长度单位分别是晶胞边长a，b，c。(2)求出待标晶面在a，b，c轴上的截距xa，yb，zc。如该晶面与某轴平行，则截距为∞。(3)取截距的倒数1/xa，1/yb，1/zc。(4)将这些倒数化成最小的简单整数比h，k，l，使h∶k∶l=1/xa∶1/yb∶1/zc。Word文档.(5)如有某一数为负值，则将负号标注在该数字的上方，将h，k，l置于圆括号，写成(hkl)，则(hkl)就是待标晶面的晶面指数。说明：晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表着一组相互平行的晶面。a指数意义：代表一组平行的晶面；b0的意义：面与对应的轴平行；c平行晶面：指数

6、相同，或数字相同但正负号相反；d晶面族：晶体中具有相同条件（原子排列和晶面间距完全相同），空间位向不同的各组晶面，用{hkl}表示。在立方系中，{100}：（100）（010）（001），{110}：（110）（101）（011）（10）（01）（01），{111}：（111）（11）（11）（11）e若晶面与晶向同面，则hu+kv+lw=0;f若晶面与晶向垂直，则u=h,k=v,w=l。立方系常用晶面指数图5。图5立方系常用晶面指数例子：请确定图6中的晶面的晶面指数，并在图7中画出这些晶面指数所代表的晶面。首先选定坐标系，如图所示。然后求出待标晶面在

7、a，b，c轴上的截距，分别为a/2，2b/3，c/2。取倒数后得到2，3/2，2。再将其化成最小的简单整数比，得到4，3，4三个数。于是该面的晶面指数为(434)。图6Word文档.图7晶面指数的标注所有相互平行的晶面在三个晶轴上的截距虽然不同，但它们是成比例的，其倒数也仍然是成比例的，经简化可以得到相应的最小整数。因此，所有相互平行的晶面，其晶面指数相同，或者三个符号均相反。可见，晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而且代表着一组相互平行的晶面。图8立方晶胞的{110}、{111}晶面族3关于晶面指数和晶向指数的确定方法还有以下几点说明：(1)参考坐标系

8、通常都是右手坐标系。坐标系可以平移（因而原点可置于任何位置）。但不能转动，否则，在不同坐标系下