[材料科学]1_《材料科学基础》晶体学基础.ppt

第一篇 结构与性质 第一章 晶体学基础 第二章 晶体结构 第三章 晶体结构缺陷 第四章 非晶态结构;浙大;§1.1 晶体的基本概念与性质 §1.2 空间点阵 §1.3 晶向指数和晶面指数★ §1.4 晶体的对称性;一、晶体的基本概念 二、晶体的基本性质 三、晶体学的主要研究内容; 凡是具有（非人工琢磨而成）几何多面体形态的固体都称之为晶体？;无色水晶;水晶晶簇;黄 铁 矿;冰 州 石;石 榴 石;绿 柱 石;金 刚 石;萤 石;玻璃;电气石(碧玺);;石 墨;人造刚玉;晶体？;晶体？;1912年，X射线晶体衍射实验成功，对晶体的研究从晶体的外部进入到晶体的内部。;晶体★ ：晶体是内部质点（原子、离子或分子）在三维空间呈周期性重复排列的固体。 有些固体如玻璃、琥珀、松香等，它们的内部质点不作规则排列，称为非晶体。;古堡;液晶:介于固态和液态之间的各向异性的流体。 性质上： 既具有液体的可流动性、粘滞性， 又具有晶体的各向异性 结构上， 具有一维或二维近似有序晶，即分子按某一从优方向排列 平移无序或部分平移无序的;准晶;以色列人达尼埃尔·谢赫特曼以发现准晶体赢得2011年度诺贝尔化学奖。;伊朗某清真寺的建筑设计，类似准晶的排列 ;1、结晶均一性 2、异向性 3、自限性 4、对称性 5、最小内能性;4、对称性：是指同一晶体中的相同部分或某种相同的性质在不同的方向或位置上作有规律地重复。 5、最小内能性：在相同的热力学条件下晶体与同种物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最小。;晶体生长学：研究晶体发生、成长机理和晶体的合成。 几何结晶学：研究晶体外形的几何规律。 晶体结构学：研究晶体内部结构的几何规律、结构型式和构造的缺陷。 晶体化学：主要研究晶体的化学成分和结构的关系，并进而探讨成分、结构与其性能和生成条件的关系。 晶体物理学：研究晶体的物理性质及其产生机理。;好好学习 天天向上;一、晶体结构与空间点阵 二、单胞（单位平行六面体） 三、布拉维点阵;NaNO2;* ;等同点：是指晶体结构中占据相同位置和具有相同环境的一系列几何点。;以氯化铯（CsCl）的晶体结构为例;从晶体结构中抽象出来的一系列在三维空间周期性排列的几何点称为空间点阵。 空间格子是表示晶体内部中质点重复规律的几何图形。;区别;注意：晶体结构和空间点阵的区别（了解）;点阵点群与点阵点的位置点群;晶体结构; 构成空间格子的具有代表性的基本单元（平行六面体）称为单胞。将单胞作三维的重复堆砌就构成了空间点阵。;所选取的平行六面体应能反映整个空间点阵的对称性； 在上述前提下，平行六面体棱与棱之间的直角应最多； 在遵循上两个条件的前提下，平行六面体的体积应最小。;单位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，称为单胞参数或点阵常数★（或晶格常数）;晶胞★ ：是指能够反映整个晶体结构特征的最小结构单位。 由具体的有物理、化学属性的物质点所组成。 单胞：构成空间格子的具有代表性的基本单元。 由不具有任何物理、化学特性的几何点构成 联系：一般情况下，晶胞的几何形状、大小与对应的单胞是一致的，可由同一组晶格常数来表示。 ;空间点阵; ; 空间点阵到底有多少种排列新方形式？ 按照“每个阵点的周围环境相同”的要求，在这样一个限定条件下，法国晶体学家布拉维（A.Bravais）在1848年首先用数学方法证明，空间点阵只有14种类型，这14种空间点阵以后就被称为布拉维点阵。;1、单胞的形状分类及其格子常数特点;; 根据平行六面体中结点的分布情况，又可以分为四种格子类型：原始格子（P）、底心格子（C）、体心格子（I）和面心格子（F）。;3、14种布拉维格子;三斜原始格子;四方原始格子;晶体结构;好好学习 天天向上;一、晶向指数 二、晶面指数 三、六方晶系的晶向指数和晶面指数 四、晶带 五、晶面间距;;钯的PDF卡片-----Pd 89－4897;图 2 CdS纳米棒的TEM照片（左）和HRTEM照片（右） ;;图2　选区电子衍射图 ;晶向：空间点阵中行列的方向代表晶体中原子排列的方向，称为晶向。 晶面：通过空间点阵中任意一组结点的平面代表晶体中的原子平面，称为晶面。;2、求法 1）建立坐标系。 以晶胞中待定晶向上的某一阵点O为原点，三条棱为坐标轴，以晶胞的点阵常数a、b、c分别为x、y、z轴的长度单位，建立坐标系。注意，坐标原点的选取应便于确定坐标值。 2）确定坐标值。 在待定晶向OP上确定距原点最近的一个结点P的坐标值(x,y,z) 3）化整并加方括号。将坐标的比化为最小整数比，即x:y:z=u:v:w, 把所得最小