zj-晶体学基础.ppt

晶体学基础 ;主要内容;物质的聚集状态;绚丽多姿的晶体;水晶（SiO2）;人们通过对天然矿物外部形态的观察发现，绝大多数天然矿物常具有独特的规则几何多面体的外形，即其外表多为平整的面所包围，同时还具有由二个面相交的直线和直线会聚的夹角。 ;晶体并非局限于天然生成的固体。金属和合金在一般条件下都是晶体，一些陶瓷材料是晶体，高聚物在某些条件下也是晶体。;石盐(NaCl)的晶体结构;晶体结构及晶体学 ;晶体结构与非晶结构比较;金 刚石;单晶：在整块材料中，原子都是规则地、周期性的重复排列的，一种结构贯穿整体。 特点：规则的几何外形 各向异性;晶体的共性;晶体(a)与非晶体(b)的步冷曲线;(3);(4);;周期性的两要素 ;晶体结构的点阵理论;构成点阵的条件： ①阵点数无穷大(阵点是无限的)； ②每个阵点周围具有相同的环境； ③平移后能复原。;相邻两阵点的矢量a, a是这直线点阵的单位矢量, 长度称为点阵参数, 因是平移时阵点复原的最小距离, 故a 为平移素向量. ; 如何从点阵结构中抽取点阵是从具体到抽象的过程. 只有从点阵的定义出发, 来判断抽出的点是否构成点阵. ; 最简单的情况是等径圆球密置层. 每个球抽取为一个点. 这些点即构成平面点阵.;平面点阵;在平面格子中，a, b的选取方式不同，平面格子的划分就不同。;划分平面格子的规则;;空间点阵对应的平移群; ; ;正交oP ;三方R (hR);六方H （hP）;四方tI ;简单cP ;正当空间格子（布拉维格子）只有 7 种形状 14 种型式。 ;对称性由强到弱的顺序：立方﹥六方﹥三方﹥四方﹥正交﹥单斜﹥三斜; 晶体的对称性有宏观对称性和微观对称性之分，前者指晶体的外形对称性，后者指晶体微观结构的对称性。;一.晶体的宏观对称性;;1.晶体的微观对称元素和对称操作;1.晶体的微观对称元素和对称操作;2、点阵和平移操作;反映对称;旋转对称;旋转对称;倒反(反演)对称;旋转倒反(反演)对称;综上所述，晶体的宏观对称元素只有以下八种是基本的，即 1，2，3，4，6，1，m，4 ;螺旋轴和螺旋旋转操作;二次螺旋轴;螺旋轴 21，31 ，32 ，63;螺旋轴41，42 ，43;螺旋轴61，62，63，64, 65;61和65, 62和64彼此对映。当其中之一是左手螺旋时，另一个为右手螺旋。 ;;;石英结构中的六次螺旋轴;滑移反映面（简称滑移面）：先沿着某一平面进行反映，再平行于该平面平移一定距离，结构中的每个质点均与相同的质点重复。 ;4、滑移面和反映平移操作;滑移面分类;●晶胞：是指晶体结构中的平行六面体单位，其形状大小与对应的 空间格子中的平行六面体一致。 ●晶胞：是描述晶体结构的基本组成单位。 ●晶胞：能够反映整个晶体结构特征的最小结构单元。 ;晶胞的选取原则： 1）充分表示出晶体的对称性 2）三条棱边尽量相等 3）夹角尽量为直角 4）单元体积尽可能小 ;晶胞参数： 平行六面体的三根棱长a、b、c及其夹角α、β、γ是表示它本身的形状、大小的一组参数，称为点阵参数（晶胞参数） ;晶向指数与晶面指数; 根据晶向指数的定义,平行于a轴的晶向指数为[100],平行于b轴的晶向指数为[010],平行于c轴的晶向指数为[001]。 当某一指数为负值时,则在该指数上加一横线,如 。 相互平行的晶向具有相同的指数,但是[100]与 是一条线上的两个指向相反的方向,不能等同看待。 uvw表示由对称性联系的一系列等同晶向,这些等同晶向组成等效晶向族。例如立方晶系中各棱边都属于100晶向族,它包括以下晶向：;立方晶系中的〈110〉、〈100〉、〈111〉晶向族;晶面指数及晶面间距;如果晶面通过原点,可将坐标适当平移,再求截距。 晶面在晶轴上的相对截距系数越大,则在晶面指数中与该晶轴相应的指数越小，如果晶面平行于晶轴,则晶面指数为０。 晶面与某一晶轴的负端相交时,即在某晶轴的晶面指数上方加一横线。列如(hkl)表示该晶面与x轴的截距为负值。 凡是相互平行的晶面,其指数相同,例如(hkl)与(hkl)代表相同的晶面。;举例：如图晶面HKL，在X、Y、Z轴上的截距分别为2a、3b、6c ，截距系数为2、3、6 ，其倒数比1/2：1/3：1/6 ，化整得3：2：1 ，去掉比号并以小括号括起来，(321)即为所求米勒指数;(100) (110) (111) 在点阵中的取向;立方晶系中的｛100｝、｛111｝晶族;晶面间距;晶面间距的计算一组平行晶面的晶面间距dhkl与晶面指数和晶格常数a、b、c有下列关系：（仅适用于简单晶胞，对于复杂