准晶体的概念课件

准晶体Quasicrystal

Anyvchi2011.11.1相关历史简介（History)定义(definiens)准晶体的结构特点

(characteristicinstructure)与晶体的区别和联系

(differencesandsameness)准晶体的研究现状和展望

(complexionandexpectationoftheresearch)内容简介准晶体的发现

1984年,美国国家标准局Shechtman和我国科学家郭可信教授等相继在Al-Mn和Ti-V-Ni合金中观测到五次对称电子衍射图的相,它不具有传统晶体学的对称性.

这种新的结构被称为准晶体.自迅速冷凝的Al-Mn合金中得到的电子衍射花样

(五重晶带轴)衍射实验示意图一衍射实验示意图二

物理学定义

准周期晶体,简称称准晶体,是介于晶体与非晶体(玻璃体)之间的中间形式.

晶体的结构是高度有序化的,它具有以原胞周期性排列为特征的程平移序和满足晶体学点群为标志的最近邻价健长程指向序.

相反地,非晶固体却不具备这种晶体长程相关性.

准晶体作为一种被新发现的晶体结构形态,在结构特征上是处于两者之间的.

理想的准晶体是由两种以上有“原胞”在空间无限地重复构成的，这些“原胞”的排列具有长程的准周期平移序和长程指向序。

从模型理论的角度，我们忽略掉晶体的物理内涵，把由此而得出的结构叫做拼砌，其排列晶格叫做准晶格。

而术语“准晶体”则着重于其原子和分子的分布结构。由风筝和飞镖构造的penrose拼砌由锐角分别为36°和72°的菱形四边形构造的penrose拼砌两组砌元之间的相似变换奇特的物理性质

准晶体材料的组分是金属，但它不具有金属的导电性和导热性，而是具有类似玻璃的导电性和导热性。即具有低电导率且电导率随温度升高而增加，较高的Seebeck系数和很低的热导率等与同类金属晶体合金很不相同的性质。

准晶体的发现

一方面极大地深化了我们对晶体学、衍射物理和凝聚态物理地的认识。

一方面，准晶体的各种独特性质使准晶体具有潜在的应用价值。准晶体的研究现状自准晶结构被发现以后，国际国内均形成研究热潮。准晶物理的研究内容十分广泛。

目前，国际国内对准晶体的结构及其稳定性研究较透彻，而对它的物理性质（尤其是热力学性质）方面的理论研究很少。

从目前来看，除了一维准晶情况外，准晶体的物性研究无论是实验还是理论方面都还处于开始阶段。

研究的瓶颈在于实验上，毫米级的大块准晶单晶不易制备，从而限制了物理性质的实验研究。

实验数据的缺乏也反过来制约了理论研究的进展。

其次，准晶合金的原子结构大都不易精确确定。这是国际上首先长出的毫米级十边准晶Al-Cu-Co十次对称棱柱状准晶所以，寻找一种能圆满解析准晶体奇特物理性质的物理方法是很必要的。

准晶体的发现是近年来凝聚态物理学的一个重要突破，现已发现准晶态广泛地存在于许许多多合金之中。

最近，准晶地研究有了进一步的发展。

到目前为止，已有上百种合金被观测到了准晶相，他们大部分都是Al基二元素或三元素合金或者是与Al相类似的Ga及Ti元素的合金。

还在不断的报道一些新的类型的准晶被发现。由于最初获得的准晶相是亚稳态的，不适合于进行一些力学性能的测试。

现在，在一些Al-Li-Cu、Al-Cu-Fe和Al-Cu-Co等合金系中已发现了大量热力学稳定的准晶。

而且，人们还可以通过普通的凝固方法制备出高质量，大单晶的准晶。我国在准晶体研究上贡献

我国在准晶体研究方面一直处于世界领先地位,继郭可信教授在中国科学院金属研究所发现五次对称准晶之后