[工学]FH2-2常见晶体结构.ppt

材料科学基础 第二章 材料的结构 第二节 常见晶体结构 第二节 常见的晶体结构 3、间隙 4、原子（离子）的配位数 与配位多面体 配位多面体: 晶体结构符号： 晶体结构符号 2. Pearson符号：cF4 晶系(小写字母)＋Bravais点阵(大写字母)＋单胞原子数 (一)面心立方fcc fcc中原子排列密度 面心立方fcc的间隙 具有fcc结构的元素 小结 (二) 体心立方bcc bcc间隙： 具有bcc结构的金属 小结 (三)密排六方 密排六方中的间隙 具有hcp结构的元素 小结 fcc最密排面{111}:ABCABC…。 0、鲍林规则（离子晶体的结构规则） (2)电价规则（鲍林第二规则）： 在一个稳定的离子晶体结构中，每个负离子的电价Z-等于或接近等于与之相邻接的各正离子静电强度S 的总和。也称电价规则。S=Z/n 鲍林第四规则：2种以上正负离子晶体中，高电价正离子的低配位数多面体之间，有尽量互不结合的趋势。 ！!晶体结构＝空间点阵＋结构基元 晶体结构＝点阵＋结构基元 Cs+和Cl-半径之比为0.96, Cs+和Cl- 配位数都为8。 例： CsI 具有B2（ CsCl ） 结构，若Cs 和I 的离子半径分别为0.172nm 和0.227nm，求它的致密度。 解：设点阵常数为a，体对角线的长度是一个Cs + 和一个I- 的离子半径之和的2倍： 3、CaF2型结构 结构基元：CaF2 CaF2配位数： 4、闪锌矿型（β-ZnS）结构 5、纤锌矿型（α-ZnS）结构 Zn及S各自构成hcp点阵，两个点阵沿c轴错开3c/8。 结构基元：2个锌原子和2个硫原子，4个原子。 AlN，BeO，CdS，CdSe，CuH，InSb，ZnO 从几何关系可知： A、B离子的价数不局限于二价和四价，钙钛矿结构的晶体十分丰富。 钙钛矿结构在电子材料中十分重要； 晶格畸变—偶极矩—自发极化— 随压力/电场而变。 一系列具有铁电性质的晶体都属于这类结构。 介电晶体： 钛酸钡 BaTiO3 PbTiO3、SrTiO3等。 锆酸铅 PbZrO3 铌酸锂 LiNbO3 钽酸锂 LiTaO3 晶体结构类型？ 晶体结构类型？ 晶体结构类型？ 小结 谢 谢！ 分解为8个小立方体， 分属X、Y2种类型。 结构符号C1，Pearson符号cF12. 点群m3m，空间群Fm3m 晶胞中原子数： Ca+4个，Fˉ8个； 共12个 含有CaF2分子4个。 （z=4） r+/r－＝0.86 , CN+(Ca+)＝8 CN－ (Fˉ) ＝4 CaF2: PbF2, SnF2, CeO2, ZrO2, PtSn2， PtIn2 等。 配位多面体： [CaF8]立方体 [FCa4]四面体 反萤石结构Anti-CaF2: 晶体结构与萤石相同，只是阴阳离子的位置完全互换； 阳离子占据的是F－的位置， 阴离子占据的是Ca2＋ 的位置 Li2O Na2O，K2O等 Zn：fcc面心立方点阵； S： 4个四面体间隙中，上层和下层S原子交叉错开。 CdS，CdSe，CdTe，ZnO， ZnSe，ZnS，CaSb，β-SiC 配位数：离子极化，共价键增强， CN+ (Zn 2+)＝4 CN－ (S2-) ＝4 结构符号为B4，Pearson符号为hP4； 点群6mm，空间群P63mc。 6.金红石型结构（rutile） TiO2的稳定型结构 （板钛矿，锐钛矿） 结构符号C4，Pearson符号为tP6； 点群4/mmm，空间群P4/mnm。 Ti4+：处在由O2-构成的 稍有变形的八面体中心； 构成八面体的 4个O2-与中心距离较近， 2个距离较远。 (坐标表示） 四方点阵， a＝0.459nm c＝0.296nm O2-构成的 八面体 金红石型结构（rutile） TiO2的稳定型结构 （板钛矿，锐钛矿） 金红石 同结构的晶体： SnO2；PbO2；MnO2； MoO2；WO2；MnF2； MgF2；VO2等。 TiO2：高折射率和介电系数； 高折射率玻璃， 陶瓷电容器的主晶相。 O2- Ca2+ Ti 4+ 7.钙钛矿型结构：灰钛石(perovskite) 结构通式：ABO3 ,（CaTiO3） O2-离子与较大的正离子A（Ca2+）： 立方密堆； 理想结构：简单立方点阵. 较小的正离子B（Ti4+）：1/4的八面体间隙。 钙钛矿在高温时属立方晶系； 在降温时（600℃）， 结构畸变，对称性下降， 正交晶系. O2- Ca2+ Ti 4+ 单