1.4-晶体的定向和晶面符号
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第四章晶体定向与结晶符号晶体定向(crystal orientation)就是在晶体中建立一个坐标系,这样晶体中各个晶面、晶棱以及对称要素就可以在其中标定方向,这种表示晶面、晶棱及对称要素等的方位的符号统称结晶符号(crystal indices)。
由于晶体的各种特性(形态、物性、结构等)都与晶体的方向有关,所以晶体定向是研究晶体的最基本的工作。
一、晶体定向晶体定向就是在晶体中以晶体中心为原点建立一个坐标系,这个坐标系一般由三根晶轴 X、Y、Z轴(也可用a、b、c轴表示)组成。
三根晶轴正端之间的夹角分别表示为α(Y∧Z)、β(Z∧X)、γ(X∧Y)。
对于三、六方晶系的晶体,通常要用四轴定向法,即要选出四根晶轴。
那么,究竟选择晶体中哪些方向上的直线作为晶轴呢?选择的原则有两点:① 与晶体的对称特点相符合(即一般都以对称要素作晶轴);② 在遵循上述原则的基础上尽量使晶轴夹角=90°。
各晶系对称特点不同,具体选择晶轴的方法也不同,具体选择原则见表3-1。
表3-1 各晶系选择晶轴的具体方法及晶体常数特点请注意,这里在晶体宏观形态中按对称特点选出的晶轴,实际上与晶体内部结构中空间格子的三个不共面的行列方向一致。
二、晶胞参数及晶面符号、晶棱符号1 晶胞参数X、Y、Z三根晶轴方向上的行列上的结点间距分别表示为a0、b0、c0,称为轴长;三根晶轴正端之间的夹角α、β、γ称为轴角,轴长和轴角统称晶胞参数(cell parameter)。
在第一章我们就已知,a0、b0、c0以及α、β、γ决定空间格子中平行六面体的大小和形状。
但是,在晶体宏观形态上是定不出轴长的,只能根据对称特点定出a0∶b0∶c0(或表示为a∶b∶c),这一比例称为轴率。
轴率与轴角统称晶体常数 (crystal constants),晶体常数特点是可以在晶体宏观形态上体现出来的,例如:等轴晶系晶体对称程度高,晶轴X、Y、Z为彼此对称的行列,它们通过对称要素的作用可以相互重合,因此它们的轴长是相同的,即a=b=c,轴率a∶b∶c=1∶1∶1;中级晶族(四方、三方和六方晶系)晶体中只有一个高次轴,以高次轴为Z轴,通过高次轴的作用可使X轴与Y轴重合(在三方与六方晶系中可使X轴、Y轴、U轴重合),因此轴长a=b,但与c不等,轴率a∶c因晶体的种别而异;低级晶族(斜方、单斜和三斜晶系)晶体对称程度低,X、Y、Z轴不能通过对称要素的作用而重合,所以a≠b≠c,晶体的种类不同,轴率a∶b∶c数据不同。