第二章材料中晶体结构ppt课件.ppt

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1、第二章　材料中的晶体结构晶体可分为：①金属晶体②离子晶体③共价晶体④分子晶体晶体结构晶体中原子（离子或分子）在三维空间的具体排列方式。1主要内容:晶体学基础纯金属的晶体结构离子晶体的结构共价晶体的结构2第一节晶体学基础空间点阵和晶胞晶系和布拉菲点阵晶向指数和晶面指数晶面间距晶带及晶带定理3第一节　晶体学基础一、空间点阵和晶胞1、空间点阵人为地将晶体结构抽象为空间点阵。指由几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列。2、阵点（结点）构成空间点阵的每一个点。晶体→点阵→晶格→晶胞43、晶格人为地将阵点用一系列相互平行的直线连接起来形成的空间格架。4、晶胞构成晶格的最基本单

2、元，选取晶胞应满足的条件：①充分反映整个空间点阵的对称性；②要具有尽可能多的直角；③晶胞的体积要最小。简单晶胞：只在八个角点上有阵点；复合晶胞：体心、面心上也有阵点。55、晶胞形状和大小的表达①由三个棱边长度a、b、c（点阵常数）及其夹角α、β、γ六个参数完全表达。②点阵中任一阵点位置：r：原点到某阵点的矢量；u,v,w：沿三个点阵矢量方向平移的基矢数或坐标值。6二、晶系和布拉菲（A.Bravais）点阵7个晶系（表2-1，P40）14种空间点阵（布拉菲点阵）7三、晶向指数和晶面指数晶向空间点阵中各阵点列的方向代表晶体中原子排列的方向。晶面空间点阵中任意一组阵点的平面代表晶体

3、中的原子平面。8用密勒（Miller）指数来表示晶向和晶面指数。1、晶向指数确定步骤：（确定已知晶向的指数）①建立坐标系：以待定晶向上的某一阵点为原点，晶轴为坐标轴。②确定坐标值：确定距原点最近的一个阵点的三个坐标值。③化整并加方括号：坐标值化为最小整数uvw，并加括号[uvw]，负号在数值上方。9特别说明：一个晶向代表相互平行、方向一致的所有晶向。两晶向平行但方向相反→数字相同，符号相反。如晶体中原子排列相同，但空间位向不同的一组晶向，称为晶向族，用表示。如立方<111>包括：立方体４个体对角线。如果不是立方晶系，改变晶向指数的顺序所表示的晶向可能不是同等的。如：

4、正交晶系中[100]、[010]、[001]不是等同晶向，因a≠b≠c，原子排列的情况不同，不属于同一晶向族。10２、晶面指数确定步骤：（确定已知晶面的指数）①建立坐标：以晶胞的某一阵点O为原点，以过原点的晶轴为坐标轴，以点阵常数a、b、c为三个坐标轴的长度单位。★坐标原点的选取应便于确定截距，且不能选在待定晶面上。②求截距：晶面与某坐标轴平行，截距为∞。③取倒数。④化整并加圆括号→(hkl)11特别说明：(hkl)不是指一个晶面，而是代表着一组相互平行的晶面。平行晶面的面指数相同，或数字相同而正负号相反。晶体中具有相同条件（原子排列和面间距完全相同）而只是空间位向不同的各组

5、晶面称为晶面族，用{hkl}表示。如立方晶系中：对正交晶系，(100)、(010)、(001)原子排列情况不同，晶面间距不等，不属于同一晶面族。立方晶系，相同指数的晶向和晶面必定相互垂直，如[100]⊥(100)，但不适应于其它晶系。12课堂练习：A、写出MN晶向指数13解：（1）选M点为原点，建立坐标系（2）N点的坐标：-1/2,1/2,1（3）化整数：-1，1，2（4）加括号：[-112]14B、写出BCD晶面指数15解：（1）以A点为原点建坐标系（2）求截距：-1/2,-3/4,1（3）取倒数：-2，-4/3,1（4）化整数：-6，-4，3（5）加括号(-6-43)16

6、C、写出图示立方晶胞中晶向及晶面的指数173、六方晶系的晶向指数和晶面指数(1)确定已知晶面的指数（hkil）①建坐标．四轴坐标，坐标轴为a1、a2、a3和c，坐标原点不能位于待定晶面内②求截距．以晶格常数为单位，求待定晶面在坐标轴上的截距值③取倒数．将截距值取倒数④化整数．将截距值的倒数化为一组最小整数⑤加括号．（hkil），可以证明，i=－(h+k)18例题:19课堂练习写出图中六方晶胞六个侧面的Miller-Bravais指数，及其晶面族的指数．20(2)确定已知晶向的指数[uvtw]移步法公式换算法正射投影修正系数法第１种方法—移步法：坐标原点依次沿a1、a2、a3、

7、c轴移动到待定晶向上的某个阵点，所移动步数即为［uvtw］第2种方法—公式换算法：21先用三轴坐标系标出待定晶向指数[UVW]，然后用下列公式换算成四轴坐标系[uvtw]:22第３种方法－正射投影修正系数法：在四轴坐标中，从待定晶向上的某个阵点向四个坐标轴作垂直投影，给C轴的投影值乘以3/2，再将四个投影值化为一组最小整数，即为[uvtw]23课堂练习:写出图示六方晶胞中ABCDA晶面指数及其与晶胞表面交线的指数24解:(1)求ABCDA晶面指数1)四个轴的截距为:1,∞,-1,12)倒数:1,0,-1