第1章 晶体学基础2024.pptx

第一章晶体学基础;§1-1晶体与晶体学;长程有序与短程有序;自然界中哪种物质居多;晶体：

有固定熔点、液固转变有体积突变

非晶体：

无固定熔点、液固转变无体积突变）;X射线衍射测定晶体结构：

布拉格定律：2dsinθ=nλ

晶体有锐利的衍射峰，非晶体无;电子衍射测定晶体结构：

布拉格定律：2dsinθ=nλ;晶体特征;天然晶体;各向异性与各向同性;晶体的周期性和对称性;晶体的周期性和对称性;13;14;15;金刚石;17;空间点阵中的几何要素;19;20;空间点阵+结构基元→晶体结构;§1-4布拉菲点阵、晶胞与晶系;23;BravaisLattices;25;IsometricCells（立方）;TetragonalCells（正方）;HexagonalCells（六方）;29;OrthorhombicCells（正交）;MonoclinicandTriclinicCells（单斜、三斜）;§1-4布拉菲点阵、晶胞与晶系;33;晶胞的选取;晶胞的选取;晶胞的选取;对称性，直角，体积最小;晶胞的选取;晶胞参数（点阵常数）;七大晶系;Tricline(三斜);Monoclinic（单斜）;Orthorhombic（正交）;Rhombohedral（菱方）;Hexagonal(六方);Tetragonal（四方）;Cubic（立方）;48;§1-5晶向指数和晶面指数;50;51;晶向指数;晶向指数;晶向指数的确定;晶向指数的确定;图中A’C’晶向是;57;晶向指数的意义;晶向族：晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶向，用uvw表示。

特点是晶向数字相同，但排列顺序不同或正负号不同的一组晶向。

其根本原因是：由于点阵的对称性，使得这些非平行的阵点直线经对称操作后完全重合，这些阵点直线在几何上是完全等价的。

把这些等价的阵点直线合归为同一种阵点类型，称为方向族，用uvw表示。对称性越高，方向族所含的方向越多。;例如立方系的对称性最高，方向族的3个指数可以任意交换位置，他们也可以独立地改变正负号，如果三个指数的顺序不变，每个指数独立地改变正负号就有：;这六个晶向是立方体三个坐标轴方向，它们的基元排列情况

就完全相同。;晶向族包括8条体对角线。;晶面指数;例如，有一单斜晶系晶体的晶面ABC在X、Y、Z轴上的截距分别为3a、2b、6c（如图1-15）。其晶面指数求解过程为：

X、Y、Z三晶轴的单位分别为a、b、c，因此其截距系数分别为3、2、6，其倒数比为：2︰3︰1，因此其晶面指数为（231）。;65;对晶面指数需作如下说明：;晶面指数的意义;图中晶面的指数为;晶面族;70;71;在立方晶系中,一个晶面指数与一个晶向指数数值和符号相同时,则该晶面与该晶向互相垂直。

如：(111)⊥[111]、[110]⊥（110）。;

（1）坐标系可以平移，不可以旋转，

（2)坐标原点可以选在任何结点上例如：顶点、体心、面心，但不能选在待标定的晶面上。

（3）所有位于原点同一侧互相平行的晶面，都有相同的指数，即（hkl）是表示一组平行的晶面。

（4）已知截距求晶面指数，则指数是惟一的；而已知晶面指数，画晶面时，这个晶面就不是惟一的。

;§1-6晶面间距、晶面夹角和晶带定理;75;1．对立方晶系

?

?

2．对正交和四方晶系（四方晶系中a＝b）

?

?

3．对六方晶系

?

?;注意:

以上这些公式所算出的晶面间距是对简单晶胞面言的，如为复杂晶胞（例如体心立方、面心立方等），在计算时应考虑到晶面层数增加的影响。

例如，在体心立方或面心立方晶胞中，上、下底面（001）之间还有一层同类型的晶面[可称为(002)晶面]，故实际的晶面间距应为d001/2。;晶面夹角;晶带定理;1．晶带、晶带轴与晶带定律;2．晶带定律的应用;2．晶带定律的应用;2．晶带定律的应用;2．晶带定律的应用;其它相关计算;86;87;88;晶向指数;欲确定一成分为18%Cr，18%Ni的不锈钢晶体在室温下的可能结构是面心立方还是体心立方，由X射线测得此晶体的（111）面间距为0.21nm，已知体心立方铁的a=0.286nm，面心立方铁的a=0.363nm，试问此晶体属何种结构？;91;CaseStudy;§1-3晶体的对称性;对称的概念;宏观对称元素;对称面（用符号“m”表示）;对称轴(Ln);对称轴的种类;晶体对称定律;证明;基转角的可能值;1次对称轴，习惯符号为L1，国际符号为1，n＝1，α＝360°，任何晶体旋转360°以后等同部分会重复；

2次对称轴，习惯符号为L2，国际符号为2，n＝2，α＝180°，晶体旋转180°以后等同部分会重