2020年材料科学基础第一章晶体学基础.ppt

无论Cl-或Cs＋在晶体结构的任何一方向上都是每隔一定的距离重复出现一次。在氯化铯的晶体结构中，无论原始点选在Cl－还是Cs＋的中心，或者其它任何地方，找出的相当点的分布相同，可以体现晶体结构中所有质点的重复规律。空间格子中的点叫做结点，代表晶体结构中的相当点，只具几何意义，不代表任何质点。晶体通常被平的晶面所包围，晶面相交成直的晶棱，晶棱汇聚成尖的角顶.晶体的多面体形态，是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列及结点相对应。结构基元是指晶体结构中重复排列的基本单位。每个结构基元化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同和周围环境相同空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性，由于各阵点的周围环境相同，它只能有14中类型晶体结构则是晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况，它们能组成各种类型的排列，因此，实际存在的晶体结构是无限的。结构基元结点所代表的具有一定结构的具体内容。点整结构中周期性重复的最小的具体内容晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。原子晶体：常见的原子晶体是周期系第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物，例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC等。离子晶体：离子间通过离子键结合形成的晶体。（相当多）金属晶体：金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、铝、铁和铜等。分子晶体：分子间以范德华力相互结合形成的晶体。大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物，其固态均为分子晶体。结构基元是指晶体中作周期性规律重复排列的那一部分内容。它是晶体中重复排列的基本单位,必须满足化学组成相同、空间结构相同，排列取向相同和周围环境相同的条件。晶胞中含一个结构基元称为素晶胞，含两个和两个以上结构基元的称复晶胞即尽量使a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°。单位平行六面体实际上就是天然的坐标系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。不采用（根据6个点阵参数间的相互关系，可将全部空间点阵归属于7种类型，即7个晶系。）综合考虑平行六面体的形状和结点的分布，空间格子共有十四种，最初是由布拉维用数学方法推导出来的，所以称为14种布拉维格子。而不是28种，因为有些类型的格子是彼此重复的，还有一些格子不符合某些晶系的对称而在该晶系中不能存在。晶向：晶体中原子的位置、原子列的方向晶面：原子构成的平面Miller（密勒）指数统一标定晶向指数和晶面指数换一张图晶体中原子排列情况相同、空间位向不同的一组晶向称为晶向族，用uvw表示。因对称关系而等同的各组晶向可归并为一个晶向族。晶体中具有等同条件（即这些晶向上的原子排列情况完全相同）而只是空间位向不同的各组晶面称为晶面族，用{hkl}表示。它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和晶向族:任意交换指数的位置和改变符号后的所有指数晶体中具有等同条件（即这些晶面上的原子排列情况和晶面间距完全相同）而只是空间位向不同的各组晶面称为晶面族，用{hkl}表示。它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。立方晶系中，相同指数的晶向和晶面垂直；立方晶系中，晶面族{111}表示正八面体的面；立方晶系中，晶面族{110}表示正十二面体的面；3：1，-1/2，14：1/3，1，1/2六方晶系的晶向指数和晶面指数同样可以应用上述方法标定，这时取a、b、c为x、y、z晶轴，而x轴与y轴的夹角为120°，z轴与x、y轴相垂直。但这种方法标定的晶面指数和晶向指数，不能完全显示六方晶系的对称性。为了更好地表达其对称性,根据六方晶系的对称特点，取a1、a2、a3及c为x、y、u、z四个晶轴，X、Y、U之间的夹角均为120°。这样，其晶面指数按照X、Y、U、Z轴的顺序排列，一般式写作(hkil)根据几何学可知，三维空间独立的坐标轴最多不超过三个。前三个指数中只有两个是独立的，它们之间存在以下关系：i＝－(h+k)采用4轴坐标时，晶向指数的确定原则仍同前述，晶向指数可用[uvtw]来表示，这里t=－(u+v)标定方法：从原点出发，沿着平行于四个晶轴的方向依次移动，使之最后到达要标定方向上的某一结点。必须选择适当的路线。优点：等同的晶向可以从晶向指数上反映出来。属于同一晶带轴中的所有晶面的法线都与晶带轴垂直凡满足此关系的晶面都属于以[uvw]为晶带轴的晶带