2-1晶体学基础--西安交大材料科学基础.pptVIP

1 * * ●晶体学 晶体生成学(Crystallogeny) 几何结晶学(Geometrical Crystallography) 晶体结构学 (Crystallogy) 晶体化学(Crystallochemistry) 晶体物理学(Crystallophysics) 经典晶体学 近代晶体学 ●晶体学 ●晶体、非晶体、液晶、准晶的概念及其基本特征 晶体学（Crystallography)：以晶体为研究对象的自然科学。 一、晶体学分类及晶体的概念和特征 第一节 晶体学基础 ●晶体结构 指晶体中的原子、离子或分子的具体排列。它们能组成各种类型的排列，即不同的原子即使排列相同仍属不同的晶体结构，相同原子的不同排列方式晶体结构是不同的，因此，存在的晶体结构可能是无限多种的。 二、晶体结构与空间点阵 ●空间点阵 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。为了便于研究晶体中原子在空间分布的几何规律，先不去考虑具体的原子或分子，而把它们抽象为一个几何点，称为结点或阵点 。 注意 ●空间点阵的基本特征 每一个阵点的周围空间均具有等同的环境。等同环境——当我们对每一个阵点从相同方向观察时，均呈现完全同样的景象，如果把连接任意两个近邻阵点的矢量起点放到第三个阵点上来，则此矢量的终点必落在第四个阵点上。 1 将阵点用一系列相互平行的直线连接起来形成空间格架，即为晶格。构成晶格的最基本单元称为晶胞(简单晶胞和复杂晶胞)。选择晶胞应满足一定的原则： 1)要能充分反应整个空间点阵的对阵性. 2)在满足(1)的基础上，晶胞要具有尽可能多的直角. 3)在满足(1) (2)的基础上.所选取的晶胞体积最小. 三、晶 胞 晶胞的选取是综合考虑了以下三点： （1）晶胞中相等的边和直角最多。 （2）体积尽可能小。 （3）最能反映该点阵的对称特征。 注：在所有实际晶体物质中，原子和分子在空间中作规则排列的。其排列方式都可以被归于某种布拉菲空间点阵类型。只是把阵点换成一定的原子或分子或原子团。对纯金属而言，最为简单，金属的原子（或正离子）中心占据着阵点的位置，对于化合物则比较复杂。因此晶体结构与空间点阵的联系，但又是两个不同的概念。 ●晶胞的表示方法： 晶胞的形状由 、 、 决定，晶胞的大小由a,b,c决定 :从原点到某一阵点的矢量 :表示阵点A的坐标 :三个点阵矢量(基矢) :晶轴 x y z o A OA=ruvw=ua+vb+wc r uvw a, b, c, 不同晶体的晶胞，其大小和 形状可能不同。 图2-3 晶胞晶轴和点阵失量 四、晶系和布拉菲点阵 （1）在反应对称性的前提下，有且仅有14种空间点阵。 （2）空间点阵与晶体结构的区别在于空间点阵各阵点的周 围环境相同。 （3）不同晶体结构可属同一点阵，而相似的晶体结构又可 能属于不同的空间点阵。 （4）晶系的分类只考虑晶胞的形状与大小，而空间点阵的 分类考虑晶胞的形状与大小，以及阵点的具体排列。 总结 五、晶向及晶面指数 晶向——连接晶体中任意原子列的直线方向。 晶面——晶体中原子组成的平面。 ●晶向指数确定的步骤 1.建立坐标系，令坐标原点在待标晶向上； 2.找出该晶向上除原点以外的任意一点的坐标 ； 3.将 化成互质整数 ，要求 ； 4.将三数置于中括号内，就得到晶向指数 。 ●确定晶向指数时，坐标原点不一定非选在晶向上，若原点不在待标晶向上，那就需要找出该晶向上 两点的坐标标 ,然后将三个数化成互质整数 ，并使之满足： = 晶向指数 注意 （1）一个晶向指数 代表着相互平行、方向一致 的所有晶向。 （2）晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶 向称为晶向族，用 表示。 （3）如果不是立方晶系，改变晶向指数的顺序所表示 的晶向可能不是等同的。例如： ●晶面指数的确定步骤： 晶面指数是表示晶体中点