材料物理化学1.ppt

材料物理化学;

第一章晶体结构及晶体化学基础

第二章固体的表面与界面

第三章相平衡、相图及相变过程

第四章固相反应

第五章烧结

;本课程的考核要求：平时成绩30%

期末成绩（考试）70%;

晶体的定义;单相(singlephase)和多相(multiphase)

单相是指具有相同组成和结构的固体。

多相是指有两种或两种以上物相的集合体。

非晶(non-crystal)、准晶(quasi-crystal)和介晶

非晶固体是指内部原子缺乏周期性排列的固体。

如玻璃、松香等。

准晶是内部结构介于晶体和非晶之间的一种新状态，其内部结构具有长程有序，但不具有晶体结构的平移周期性。

1984年Shechtman等首次在急冷Al-Mn合金中发现二十面体相，我国的郭可信等也在急冷(Ti1-xVx)2Ni合金中发现二十面体相。它们的电子衍射图具有五次对称轴的衍射花样。;介晶是纳米晶体的取向超结构，是从非球形结晶的建筑单元形

成的新型胶体晶。;晶体和非晶的电子衍射图比较;单晶;Left:SEM-imageofacalciteaggregategrowninapolyacrylamidegelwithcharacteristicpseudooctahedralmorphology.Middle:TEMimageofthemicrostructureofonesuchaggregategrowninpolyacrylamideandshowingthealignmentofindividualcrystallites.(inset:anelectrondiffractionpatternofanindividualcalcitecrystal).right:Single-crystal-likediffractionpatternofthecalciteaggregate.;diamond;quartz;fluorite;返回;;球形明矾在饱和溶液中的生长;对称性

晶体中的相同部分在不同方向上或不同位置上可以有规律地重复出现．这些相同部分可以是晶面、晶棱或者角顶．

稳定性

在相同的热力学条件下，具有相同化学组成的晶体相比较气相、液相、非晶态具有最小的内能．;空间点阵;;等同点系一;C1坐标：(0,0,0),(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2);金刚石结构中的等同点系;Cl:(0,0,0),(1/2,1/2,0)

(1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2);晶体的空间点阵理论的提出基于一个假设，即晶体是无限大的。由于实际晶体的大小远超出晶体结构的重复周期，可以认为晶体构造是在三维空间无限伸展。;判断一组点是否为点阵，最简单有效的方法是连接其中任意两点的矢量进行平移，只有能够复原才为点阵。;二、点阵和点阵格子;直线点阵;空间点阵;平面点阵格子的取法;P阵点数：8×1/8=1;三、空间点阵与晶体结构;石墨的平面结构层;NaCl的晶体结构中，结构基元为Na+和Cl-。;1.化学上的最小单元不一定是结构基元。各个结构基元相互之间不仅化学组成必须相同,而且空间结构、排列取向、周围环境也必须相同;

2.结构基元抽象成点阵点后,点阵点可以置于任意位置,而一旦选定后,所有点阵点位置都必须按相同的方式决定;

3.实际晶体包含的结构基元数目总是有限的,而点阵包含无穷多的点阵点;

4.结构基元是周期性结构中重复排列的最小单位,对应的是点阵点而不是点阵单位;而晶胞是代表晶体结构的最小单位,对应的是点阵单位。;阵点指数、晶向指数和晶面指数;银晶体在不同生长条件下的部分形态;阵点指数即为空间点阵中阵点的坐标;晶向指数;[100];整数定律;晶面指数;截距：x=2，y=3，z=2

晶面指数：(323);AGDF;晶带;晶带方程：hu+kv+lw=0

即：晶面(hkl)属于带轴[uvw]的条件。;晶面（hkl）的平面方程为：x/m+y/n+z/p=1;由晶带定律，两个晶面决定一个晶带轴。;晶体的宏观对称性;宏观对称元素(Symmetryelement)和对称动作(symmetryoperation)