第1章-晶体学基础.ppt

1、材料科学和工程基础，任教教师：张英电子邮件：特尔3360最终成绩计算方法：照常：期末=:4计算，组织期中考试前后一次考试。平时成绩包括出席提问工作考场纪律、晶体学基础固体物质的结构固体中扩散凝固相图固体相变的基本原理晶体结构缺陷材料的表面和介面、目录、第一章晶体学基础、1.1晶体的周期性和空间晶格1.2布拉菲晶格1.3晶体度指数和晶面金志洙1.4晶面间距、晶面角度和晶体带整理1.5晶体的对称1.6极射投影、1、* *。那么晶体是什么呢？晶体的特征是什么？金刚石，Nacl，石英，CaF2 MoS2，闪锌矿，具有规则几何形状的天然矿物都称为晶体。晶体内部结构，晶体生长的物

2、理化学条件，X-张艺兴衍射结果，无论外形和透明度如何，所有固体物质，无论是固体、化合物、自然还是人工合成，只要是晶体，其结构单元(原子、分子、离子、配位离子等)都有长而有序的排列。可以在高分辨率电子显微镜高解析电子显微镜(HREM)、非晶(无定形、玻璃)、晶体和玻璃之间徐璐转换！晶体，玻璃体，玻璃化或非结晶，退火玻璃化或结晶，晶体内部的结构元素在长距离有序平衡的位置时，可以是最小的内部。晶体在同一物质的徐璐不同的凝聚状态下最稳定。因此晶体玻璃化的发生只能与能量的输入或物质成分的变化相关。但是结晶过程完全自发发生，可以转向更稳定的晶体。非晶：内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间内没有周期性的固

3、体。晶体：内部粒子(原子、离子或分子)三维空间周期性重复的固体。单晶的晶体中其内部原子排列的远距离秩序规律是连续的。(阿尔伯特爱因斯坦，原子，原子，原子，原子，原子，原子，原子)多晶如果某个固体物质是由无数晶体粒子组成的。晶粒之间的分割介面晶面或介面。液晶屏中某些物质(有机聚合物)的特性介于晶体和非晶之间，结构基本体的排列具有一维或二维近似远距离顺序。固体和液体之间的各向异性流体，是特定的分子结构有机化合物凝聚体。非结晶特征，无固定熔点，一般在特定温度范围内，液体从熔化状态到固体进行，牙齿期间发生的是连续的变化过程。牙齿温度范围称为转换区域。没有各向同性规则稳定的几何，没有内在的晶界或界限。具

4、有很高的内部能量。物质原子的键的性质，在小配位数的离子共价键或金属共价键之间的过渡耦合状态下，容易产生不定形。玻璃、石蜡、柏油等晶体的特征，晶体具有晶格结构，质点以三维空间晶格形状的规则排列。晶体在自由生长状态下可以自发形成规则的多面体形态。晶体的性质具有随方向变化的异质性。晶体具有外形和性质的对称性。晶体具有最小的内部能量和稳定性。晶体：内部粒子(原子、离子或分子)三维空间周期性重复的固体。晶格结构通常抽象地表示晶体结构，即晶体粒子的中心用直线连接而形成的空间网络，即晶体的空间晶格。*晶体的特征，空间网格：将晶体结构中的原子或分子等结构原型抽象成周围环境相同的点后，描述晶体结构周期性和对称性

5、的图像。空间网格中称为“点”的点表示结构中的相同位置节点。如果晶体是由完全相同种类的原子构成的，那么结可能是原子本身的位置，原子周围相应点的位置。晶体由几个原子组成，如果牙齿原子构成基本结构单元原型，节点可以表示基本体的重心位置或基本体的所有想法。空间光栅说明：节点的完整名称为braby栅格或braby栅格。特征：所有点周围的情况都相同。如果晶体是由完全相同的原子构成的，那么由牙齿原子构成的网络是布拉维格子，就像结一样。(阿尔伯特爱因斯坦、原子、原子、原子、原子、原子、原子)晶体中的元素包含多个原子，每个元素中相应的同类原子分别构成节点般的网络(称为子格)，这就形成了所谓的双格，双格是由多个相

6、同结构的子格徐璐偏移构成的。1.2 brappy点阵，1.2 brappy点阵，线性点阵平面点阵空间点阵空间点阵，*郑秀晶空间点阵类型，ANaCl中Y轴Na和Cl-array BNa的线性阵列c是线性点阵，1.1维点阵，由原子构成的周期点阵，所有相邻原子之间的距离为a，(a)NaCl的xy平面Na和Cl-阵列情况(b)Na或Cl-的平面阵列(c)对于平面光栅、2.2维光栅、3.3维光栅、左侧NaCl的Na和Cl-阵列，会抽象到右侧空间，空间网格具有无限徐璐其他方向非平行矩阵一般说节点间距不相等。空间光栅的基本规则，连接分布在同一平面内的节点，形成一个面网(晶面)牙齿。在一个空间光栅中，徐璐其他

7、方向上的网格可以无限多，但是徐璐平行的网格必须具有相同的网格密度和网格间距。空间光栅的基本定律，连接在三维空间中分布的节点构成空间光栅。空间晶格本身被三组相交矩阵分成一组平行重叠的平行六面体，节点分布在边的顶部。平行六面体大小和图形可以表示为节点间距A、B、C及其之间的交点、这称为光栅常数(晶格参数)。晶体结构、结构基元、空间光栅、=、晶体结构、单元：空间光栅中选定的典型基本单元之一。牙齿基本小单位一般认为是平行六面体，整个光栅是这些平行六面体之一，堆积在空间中。晶胞：如果在丹浦的节点位置放置结构原型，则牙齿平行六面体将成为其中一个晶体结构的基本单位。在实际应用中，我们经常混淆单细胞和晶胞的概

8、念，不用进行细致的区分。原则固体物理选择方法选择：体积最小，只反映周期性，不反映对称(例如，面心立方晶格：晶体学选择方法，同时反映周期性和对称性，Bravais 3原则：A，同时反映空间晶格的周期性和对称性；b，在满足原则a的前提下，有尽可能多的直角。c，满足原则a和b的同时体积最小。三个茄子常见的结晶细胞结构，1，面心立方体(FCC)，2，体心立方体(body-centered cubic(bcc)Lattice parameters:三角形边a，b顺序：右手定则每个光栅可以由坐标原点处的光栅平移重复。Bravais lattice 14茄子brava is raster在“每个raster

9、的周围环境相同”的要求下，法国晶体学家brava is于1848年用数学方法首先证明了这一点。，4茄子类型的光栅根据节点在晶体细胞中的位置分为(1)简单光栅P、平移矢量A、B、c (2)底面光栅C、平移矢量A、B、C、(3)体心光栅I、平移矢量A、B。3坡度，triclinic，单坡度，monoclinic，立方体，cubic，钻石(三角形)，rhombohedral，6个字符(六角)，tetragonal，面心正侧与体心正侧晶格的关系，底面与简单正侧晶格的关系，注：1.3正方向指数与晶面指数，1.3.1米勒金志洙1.3.2晶面1.3.3 6晶面系的晶面指数与晶面指数，晶面与晶面，晶面(lat

10、tice or crystal planes)、“方向或方向”(lattice or crystal directions)将通过两个光栅之间的直线。定量表示晶体面和晶体方向的意义各向异性，结构分析(必须表征晶体结构内部的不同取向)。1.3.2确定方向(lattice or crystal direction indices)，将确定轮廓符号表示为简单的数字符号仅包括方向，如何在不用u v w表示特定位置的情况下确定确定确定轮廓符号：平移确定棱镜以通过确定中心，例如，确定平移为通过确定轴交点的确定轮廓OP在三个决定轴上，M点的坐标分别为MR=a、MK=2b和MF=3c，这三个轴的轴长度分别为A

11、、B和C。因此，牙齿结晶角的符号为123。结晶方向指数显然表示徐璐平行且方向一致的定向集。如果晶体的两条线徐璐平行，但方向相反，则晶体指数的数字相同，符号相反。和()是徐璐平行且方向相反的两个晶体方向。晶体香族：在晶体中，由于对称关系，是每个相等组的结晶香的集合，用表示。例如，对于立方政界，6个确定方向(如100、010、001和、001)都相同，并以符号表示。如果不是立方晶系，则变更结晶方向指数的顺序可能会导致显示的结晶方向不相同。例如，在正交晶系100、010、001中，牙齿三个方向的原子间距分别为A、B、C，因此根据牙齿三个方向，晶体的特性不相同。上述确定晶振指数的方法可以应用于所有晶界

12、。但是，对于六方晶界，除上述方法外，还应经常使用其他表达方法，随后介绍。1.3.3晶面(lattice or crystal plane indices)晶面指数是使用结晶单元中结晶轴x、y、z、结晶单元的边长度作为结晶轴的单位长度来确定的。如果晶面平行于轴，则寻找待决晶面的断面。示例：1、1、1、1、1、1、1、1等；取牙齿节数的倒数。例如，1 1 0、1 1、1 1 2等。将上述倒数转换为最小的简单整数，并添加括号以将表示晶面的指数记录为一般(HKL)。示例包括(110)、(111)、(112)等。上图所示的晶面，其截断点成为倒数，简单整数，因此晶面a1b1c1的晶面指数为：、示例：a1b

13、1c1，4、6、3、(463)，多个晶面的晶面金志洙，注意：X、Y和Z轴必须按照右手定则构建。h，K，L分别对应于X，Y，Z轴，不能自由更换顺序。以负方向截断一个轴，然后在该指数上附加“-”。(hkl)表示一组徐璐平行的晶面，而不是仅表示一个晶面。晶体的某些晶面有一个共同的特征，即原子排列和分布规律完全相同，晶面间距也相同。但是，晶体面的空间方向不同。这一组等效的结晶面称为结晶面族，以符号hkl表示。示例：在立方晶系中，晶面族中包含的每个晶面指数的数字相同，但数字的排序顺序和符号不同。100:1113360，110:晶体和非晶空间晶格节点和基本晶体结构晶格参数晶胞和原波布拉菲晶格晶面和复式晶格

14、晶面和晶面，思维测试问题：晶体和非晶质的根本区别是什么？、分别列出了几种茄子生活中常见的晶体和非晶质。磁标准(磁限制，有限)是决定的基本性质。你能肯定生长时自发地成长成规则的几何多面体形状的固体都是晶体吗？为什么？均匀性和理性都是晶体的基本性质，牙齿两者似乎有点矛盾，如何理解牙齿两个茄子的基本性质呢？晶体和非晶质可以徐璐变化，难道这种晶体和非晶质之间的转换是可逆的吗？为什么？例如：每个晶面的表面金志洙，写为零，确定晶面指数时要注意的问题：坐标系可以任意平移，但不能旋转。可以在任何节点上选取座标系统原点，但不能在要修正的决定面上选取座标系统原点。如果晶面与哪个轴平行，则相应的指数为0。晶面指数不必变成最小整数，但结晶度指数必须变成最简单的整数。乘以三个指数，晶体面保持不变。扩展：对于高度对称的立方晶系，晶面族中包含的每个晶面具有相同的晶面指数数字，但数字的排序顺序和符号不同。具有相同指数的晶体方向和晶面必须垂直。也就是说，hkl垂直于(hkl)。证明：hkl(hkl)表示立方晶系，事故：其他晶系光栅常数的交换性？示例：晶面指数为(123)的晶面ABC是最接近原点O的晶面，OA、OB和OC分别与基本矢量a1、a2、a3匹配。除了o点以外，OA、OB和