第二章固体结构(Solid Structure) 气态(gas state) 物质(substance){液态(liquid state) 晶体(crystal) 固态(solid state) 非晶体(amorphous solid) 金的AFM照片
气态(gas state) 物质(substance)液态(liquid state) 晶体(crystal) 固态(solid state) 非晶体(amorphous solid) 金的AFM 照片
※1晶体学基础 .(Basis Fundamentals of crystallography) ●晶体结构的基本特征:原子(或分子、离子)在三维空间 呈周期性重复排列( periodic repeated array) 即存在长程有序( ong-range order ●性能上两大特点:固定的熔点( melting point), 各向异性( anisotropy)
l ※ 1晶体学基础 l (Basis Fundamentals of crystallography) l 晶体结构的基本特征:原子(或分子、离子)在三维空间 呈周期性重复排列(periodic repeated array) , 即存在长程有序(long-range order) l 性能上两大特点: 固定的熔点(melting point), 各向异性(anisotropy)
晶 体的空间点阵( Space lattice) 空间点阵的概念 将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点(阵点 lattice point), 即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列 空间点阵( pace lattice) 特征:每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境( surround ing) 2.晶胞( Unite cells) 代表性的基本单元(最小平行六面体) smal I repeat entities 选取晶胞的原则: )选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性; )平行六面体内的棱和角相等的数目应最多; Ⅲ)当平行六面体的棱角存在直角时,直角的数目应最多; Ⅳ)在满足上条件,晶胞应具有最小的体积
一、晶体的空间点阵(Space lattice) 1. 空间点阵的概念 将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点(阵点 lattice point), 即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列 —空间点阵(space lattice) 特征:每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境(surrounding) 2.晶胞(Unite cells) 代表性的基本单元(最小平行六面体)small repeat entities 选取晶胞的原则: Ⅰ)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性; Ⅱ)平行六面体内的棱和角相等的数目应最多; Ⅲ)当平行六面体的棱角存在直角时,直角的数目应最多; Ⅳ)在满足上条件,晶胞应具有最小的体积
图2.2在点阵中选取晶胞 描述晶胞」a,0边长(点阵常数1 attice parameter ,B,y晶轴间的夹角 或用点阵矢量a,b,c 阵点r=ua+v+wc体积V=a·(b×c) 简单晶胞(初级晶胞):只有在平行六面体每个顶角上有一阵点 复杂晶胞:除在顶角外,在体心、面心或底心上有阵点
a,b,c棱边长(点阵常数lattice parameter) 描述晶胞 α,β,γ晶轴间的夹角 阵点 uvw r = ua + vb + wc 体积V=a (b×c) 简单晶胞(初级晶胞):只有在平行六面体每个顶角上有一阵点 复杂晶胞: 除在顶角外,在体心、面心或底心上有阵点 或用点阵矢量a,b,c
3晶系与布拉菲点阵( Crystal System and Bravais lattice) 七个晶系,14个布拉菲点阵 晶系 布拉菲点阵晶系 布拉菲点 阵 三斜 Trial inic 简单三斜六方 Hexagona 简单六方 a≠b≠c,a≠β≠Y ≠c,a=β=90 =120° 单斜 Monoc l inic 简单单斜菱方 Rhombohedra l 简单菱方 a≠b≠,a=Y=90≠B底心单斜a-b=c,a=B=Y≠90 四方(正方) Tetragona 简单四方 a-b≠c,a=B=Y=90° 体心四方 正交 简单正交 a≠b≠G,a=B=Y=90°底心正交立方cbc 简单立方 体心正交|a=b=0,a=B=Y=90° 体心立方 面心正交 面心立方
3.晶系与布拉菲点阵(Crystal System and Bravais Lattice) 七个晶系,14个布拉菲点阵 晶系 布拉菲点阵 晶系 布拉菲点 阵 三斜Triclinic a≠b≠c ,α≠β≠γ 单斜 Monoclinic a≠b≠c, α=γ=90º≠β 正交 a≠b≠c,α=β=γ=90º 简单三斜 简单单斜 底心单斜 简单正交 底心正交 体心正交 面心正交 六方 Hexagonal a1=a2=a3≠c,α=β=90º , γ=120º 菱方 Rhombohedral a=b=c, α=β=γ≠90º 四方(正方)Tetragonal a=b≠c, α=β=γ=90º 立方 Cubic a=b=c, α=β=γ=90º 简单六方 简单菱方 简单四方 体心四方 简单立方 体心立方 面心立方