绪论_第章-liu_X射线晶体学基础.pptVIP

材料结构表征及应用 化学工业出版社 吴刚主编 X光衍射技术 清华大学 王英华材料物理性能 北京航空航天大学出版社 田莳主编 材料结构的表征主要有三个方面的任务 成分分析 结构测定 形貌观察 材料成分分析 化学分析法 光谱法（红外、拉曼Raman） 核磁共振谱 x射线光电子能谱（xps） 质谱 x射线荧光分析 俄歇电子能谱（AES） 二次离子质谱（SIMS） 结构测定 x射线衍射 电子衍射 中子衍射 穆斯堡尔谱 在众多的分析方法中,x射线衍射分析方法是最基础最常用的方法. 形貌观察 光学显微镜（微米尺度） 扫描电子显微镜(SEM) 透射电子显微镜(TEM) 扫描隧道显微镜（STM） 原子力显微镜（AFM） 场离子显微镜（FIM） 材料的性质 物理性质（光、电、磁、热） 化学性质（化学组成、粒径尺寸、 杂质含量等） 力学性质（韧性、硬度、延展性、蠕变性等） 物质的性质、材料的性能决定于它们的组成和微观结构。 如果你有一双X射线的眼睛，就能把物质的微观结构看个清清楚楚明明白白！ X射线衍射将会有助于你探究为何成份相同的材料，其性能有时会差异极大. X射线衍射将会有助于找到获得预想性能的途径。 X射线应用技术 本课程研究内容 第一章 晶体学基础 1.1 晶体结构和空间点阵 1.2 阵胞内几何元素表示法，晶向指数和 晶面指数 1.3 晶体的分类 1.4 倒易点阵，晶带定律，面间距公式 一 晶体结构 二 空间点阵 三 晶系 阵胞 晶胞 二、空间点阵 基本概念 空间点阵是一个从晶体结构中抽象出的几何点在空间周期性分布形成的无限阵列，这些几何点代表的原子或原子团具有相同的环境，或概括地表示晶体结构中等同点周期排列规律的无限大空间几何图形。 等同点与结点（晶体结构中具有相同物质环境和几何环境的点称为等同点）。 结构单(基)元：原子、分子或其集团 将晶体中的结构单元抽象成一个几何点,由几何点的规则排列构成空间点阵 每个阵点具有相同的几何环境 空间点阵+结构单元=晶体结构 晶胞和阵胞分别为晶体结构和空间点阵中反映晶体宏观对称性的最小周期重复单元。　单胞和复胞 说明 1. 构成空间点阵的点（阵点或格点）是抽象的几何点，，它与晶体结构中的任一类等同点（或结构单元）相当，但只具有几何意义。 2. 空间点阵概括了晶体结构的周期性.即阵点在同方向上等距离重复出现; 阵胞在空间平移就可以复制整个空间点阵，反映了晶体周期性。 换言之，空间点阵可以看成是由无数个等同平行六面体（单位格子或阵胞）集合而成，或无数条平行直线或无数个平行平面构成。 3.空间点阵+结构单元=晶体结构 如果晶体是由一种原子组成，原子与阵点可能重合，金刚石、石墨都例外；如果晶体不是由一种原子组成，则结构单元中相同原子都可以构成相应的点阵。如NaCl中的Cl或Na 三 晶系　Bravais格子　晶胞 点阵（晶体）的周期重复单元，称为阵胞。取法不同，形状和大小不同，分为单胞和复胞。 初级矢　相邻两结点之间的矢量（三维） a，b，c 阵矢　任意两结点之间的矢量 阵矢的数学表示： 由初级矢构成的平行六面体称为初级阵胞或原胞，最小重复单元，仅包含一个阵点． 由阵矢构成的平行六面体，不仅包含一个阵点，称为复胞．晶体学上为了反映晶体的对称性，阵胞常常是复胞，晶体学上根据空间点阵中能够反映晶体的宏观对称性所取的周期重复单元称为Bravais格子，它划出的那部分晶体结构称为晶胞。 1 七大晶系 根据晶体所具有的宏观对称性可以把晶体分为7类 三斜 单斜 正交 三方 四方 六方 立方 2　Bravais格子的选取原则 格子种类 1）所选单位格子应能够反映整个晶体对称性（点阵固有的点群对称性） 2）所选单位格子的平面角尽可能为直角，基矢（单位格子的棱边）长度尽可能相等 3）单位格子的体积尽可能小 1848年Bravais根据上述三条原则得到14种Bravais格子。 按照结点在格子中的分布情况可以把Bravais格子分为四种 基本类型即四种点阵类型 简单 P 体心 I 面心 F 底心 C The 14 possible BRAVAIS LATTICES {note that spheres in this picture represent lattice points, not atoms!} 3 晶胞 1）晶体结构被它所具有的Bravais格子划出许多平行六面体形状的单位格子，每一格子所划出来的那一部分晶体结构称为晶胞 。 晶胞的形状、大小反映物质的晶体物质的特征，取决于bravai