无机材料科学基础晶体学基础优秀课件
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第一章晶体学基础材料中的原子(离子、分子)在三维空间呈规则,周期性排列。
原子无规则堆积。
非晶体:蜂蜡、玻璃金刚石、NaCl、冰等。
YX§1-1 空间点阵一、空间点阵的概念为了便于分析研究晶体的结构,进行如下处理:组成晶体的原子(或分子、原子集团)抽象几何点(点阵的结点自然形成三维阵列(空间点阵平行线连接空间格子(原子(离子)的刚球模型原子中心位置X Y Z a bcX Zab c §1-2晶面指数、晶向指数——Miller 指数晶面——穿过晶体中原子的平面。
晶向——晶体中任意原子列的直线方向。
§1-3常见晶体结构常见的晶体结构主要有:体心立方一、体心立方(BCC)体心立方结构可以缩写为BCC 钢球模型质点模型(face-centered cubic)a从晶体结构的钢球模型可以看出,原子与原子之间存在许多间隙。
分析这些间隙的数量、位置、形状和大小,对于了解晶体的性能、合金的相结构以及相变、扩散等问题都是十分重要的。
一、FCC 晶体FCC 中的间隙有2种:八面体间隙,四面体间隙1、正八面体间隙边长为:2a §1-4常见晶体结构的间隙八面体间隙四面体间隙§1-5 晶体的堆垛方式任何晶体都可以看作是由任意晶面的。
一般是以最密排晶面的堆垛方式作为晶体的堆垛方式。
一、BCC晶体视频最密排晶面:(110)堆垛次序:ABAB……§1-6 晶带所有相交于某一直线的或平行于此直线的晶面构成一个此直线称为晶带轴。
晶带轴[uvw]与该晶带的晶面存在如下关系——晶带方程hu+kv+lw例如:在正交(立方、正方、四方)点阵中,(101(100)、(010)、(110)、向平行,构成以[001]为晶带轴的晶带。
材料科学基础第一章晶体学基础1、固态物质按其原子(或分子)的聚集状态可分为二大类——晶体和非晶体。
区分他们主要从其内部的原子排列情况来确定。
在晶体中,原子(离子或分子)在三维空间作有规则的周期性重复排列。
而非晶体就不具备这一特点。
2、晶体定义:晶体是内部质点在三维空间中呈周期性重复排列的固体。
其组成质点在三维空间中成周期性排列。
这也是晶体与其它状态物体之间的本质区别。
这种质点在三维空间周期性的重复排列也称为格子构造。
因此,也可以说,晶体是具有格子构造的固体。
即不论沿晶体的哪个方向看去,总是相隔一定的距离就出现相同原子或原子集团。
这个距离也称为周期。
显然,沿不同的方向可能有不同的周期。
而把大范围的周期性的规则排列叫做长程有序。
3、非晶体(Amorphous)不具有上述特征。
在非晶体中原子(或分子、离子)无规则地堆积在一起。
液体和气体都是非晶体。
在液体中,原子也处于相对紧密聚集的状态,但不存在长程的周期性排列。
固态的非晶体实际上是一种过冷状态的液体,只是它的物理性质不同于通常的液体。
玻璃是一个典型的固态非晶体,所以,往往将非晶态称为玻璃态。
4、准晶体:具有五次或六次以上的对称轴,其质点的排列虽为长程有序,但不体现周期重复,即不存在格子构造。
5、晶体的基本性质:晶体内部的周期性质决定了晶体具有一些共有的性质,并且根据这些性质能与其他状态的物体区分开来。
1 均一性:指晶体内部在其任一部位都具有相同性质的特性。
如密度、化学性质。
2 异向性:指晶体的性质因观测方向的不同而表现出差异的特性。
如硬度,解理。
3 对称性:指晶体中的相同部分或性质,能够在不同方向或位置上有规律地重复出现。
4 自范性:或称为自限性,指晶体能自发地形成封闭的凸几何多面体外形的特点。
5 最小内能:指的是在相同热力学条件下,晶体与同种物质的非晶态相比较,其内能最小,因而晶体的结构也是最稳定的。
6 稳定性:由于晶体有最小的内能,因而结晶状态是一个相对稳定的状态。