(材料科学基础课件)第二章固体结构（.ppt

第二章 固体结构 （Solid Structure） 概 述 ※??2.1晶体学基础（Basis Fundamentals of crystallography） 一、晶体的空间点阵（Space lattice） ☆ 1.??空间点阵的概念 将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点 lattice point），即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列—空间点阵（space lattice）共有14种 空间格子的构造 2．晶胞（Unite cells） (1) 定义: 代表性的基本单元（最小平行六面体）small repeat entities （3）晶胞参数 二、晶向指数和晶面指数（Miller Indices of Crystallographic Direction and Planes） 晶向：晶体中原子列表示的方向(空间点阵中各阵点列的方向)。 晶面：晶体中原子组成的平面(通过空间点阵中任意一组阵点的平面)。 国际上通用米勒指数标定晶向和晶面。 1. 晶向指数的标定 a. 建立坐标系。确定原点（阵点）、坐标轴和度量单位 （棱边）。 b. 求坐标。u’,v’,w’。 c. 化整数。 u,v,w. d. 加[ ]。[uvw]（最小整数）。若晶向上一坐标值为 负值则在指数上加一负号 晶向指数的例子 晶向指数还有如下规律： （1）某一晶向指数代表一组在空间相互平行且方向一致 的所有晶向。 （2）若晶向所指的方向相反，则晶向数字相同符号相反。 （3）有些晶向在空间位向不同，但晶向原子排列相同， 这些晶向可归为一个晶向族(crystal direction group) ， 用〈ｕｖｗ〉表示。如〈111〉晶向族包括[111]、[T11]、 [1T1]、[11T]、[TT1]、[1TT]、[T1T]、[TTT]；〈100〉 晶向族包括[100]、[010]、[001]、[T00]、[0T0]、[00T] 。 （4）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，对于正交晶系 [100]、[010]、[001]这三个晶向并不是等同晶向，因为以上三个方向上的原子间距分别为a、b、c，沿着这三个方向，晶体的性质并不相同。 2. 晶面指数的标定 a . 建立坐标系：确定原点（非阵点）、坐标轴和度量单位。 原点设在待求晶面以外 b . 量截距：x,y,z。 c . 取倒数：h’,k’,l’。 d . 化整数：h,k,l。 e . 加圆括号：(hkl)。如果所求晶面在晶轴上截距为负数则 在指数上加一负号。 （最小整数？） 晶面指数还有如下规律： (1) 某一晶面指数代表了在原点同一侧的一组相互平行且无限大的晶面。 (2) 若晶面指数相同，但正负符号相反，则两晶面是以点为对称中心，且 相互平行的晶面。如（110）和（TT0）互相平行。 (3) 凡晶面间距和晶面上原子分布完全相同，只是空间取向不同的晶面， 可归为同一晶面族（ crystal plane group），用{hkl}表示。如{100} 包括（100）、（010）、（001）、（T00）、（0T0）、（00T）。 (4) 在立方结构中若晶面指数和晶向指数的指数和符号相同，则该晶向与 晶面必定是互相垂直。如：[111] ⊥（111）、 [110] ⊥（110）、 [100] ⊥（100）。 (5) 0的意义：面与对应的轴平行； 3. 六方晶系的晶向和晶面指数 确定步骤和立方晶系一样，但一般在标定六方结构的晶向指数时选择四个坐标轴：a1、a2、a3、c其中a1、a2、a3处于同一底面上，且它们之间夹角为120°、C轴垂直于底面。则有： 晶面指数（hkil）其中i=-（h+k） 晶向指数 [uvtw] 其中t=-（u+v） 六方晶系的一些晶向（面）指数 4. 晶带（Crystal zone） 晶带(Crys