第二章 第一部分-晶体学基础第1、2节-zxj
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第一章晶体与非晶体★相当点(两个条件:1、性质相同,2、周围环境相同。
)★空间格子的要素:结点、行列、面网★晶体的基本性质:自限性: 晶体能够自发地生长成规则的几何多面体形态。
均一性:同一晶体的不同部分物理化学性质完全相同。
晶体是绝对均一性,非晶体是统计的、平均近似均一性。
异向性:同一晶体不同方向具有不同的物理性质。
例如:蓝晶石的不同方向上硬度不同。
对称性:同一晶体中,晶体形态相同的几个部分(或物理性质相同的几个部分)有规律地重复出现。
最小内能性:晶体与同种物质的非晶体相比,内能最小。
稳定性:晶体比非晶体稳定。
■本章重点总结:本章包括3组重要的基本概念:1) 晶体、格子构造、空间格子、相当点;它们之间的关系。
2) 结点、行列、面网、平行六面体; 结点间距、面网间距与面网密度的关系.3) 晶体的基本性质:自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性,并解释为什么。
第二章晶体生长简介2.1 晶体形成的方式★液-固结晶过程:⑴溶液结晶: ①降温法②蒸发溶剂法③沉淀反应法⑵熔融结晶: ①熔融提拉②干锅沉降③激光熔铸④区域熔融★固-固结晶过程:①同质多相转变②晶界迁移结晶③固相反应结晶④重结晶⑤脱玻化2.2 晶核的形成●思考:怎么理解在晶核很小时表面能大于体自由能,而当晶核长大后表面能小于体自由能?因为成核过程有一个势垒:能越过这个势垒的就可以进行晶体生长了,否则不行。
★均匀成核:在体系内任何部位成核率是相等的。
★非均匀成核:在体系的某些部位(杂质、容器壁)的成核率高于另一些部位。
●思考:为什么在杂质、容器壁上容易成核?为什么人工合成晶体要放籽晶?2.3 晶体生长★层生长理论模型(科塞尔理论模型)层生长理论的中心思想是:晶体生长过程是晶面层层外推的过程。
★螺旋生长理论模型(BCF理论模型)●思考:这两个模型有什么联系与区别?联系:都是层层外推生长;区别:生长新的一层的成核机理不同。
●思考:有什么现象可证明这两个生长模型?环状构造、砂钟构造、晶面的层状阶梯、螺旋纹2.4 晶面发育规律★★布拉维法则(law of Bravais):晶体上的实际晶面往往平行于面网密度大的面网。
材料科学与基础第一章晶体结构第一节晶体学基础一、空间点阵晶体中原子或分子的空间规则排列,阵点周围环境相同,在空间的位置一定。
(一)晶胞点阵中取出的一个反映点阵对称性的代表性基本单元。
通过晶胞角上的某一阵点,沿其三个棱边作坐标轴X、Y、Z(称为晶轴),则此晶胞就可由其三个棱边的边长a、b、c(称为点阵常数)及晶轴之间的夹角α、β、γ六个参数表达出来。
事实上,采用三个点阵矢量a、b、c来描述晶胞更方便。
(二)晶系(三)布拉菲点阵只能有14种空间点阵,归属于7个晶系。
(四)晶体结构与空间点阵最简单的空间格子,又叫原始格子,以P表示。
对称性高的为高级晶族。
二、晶向指数和晶面指数(一)晶向指数1.以晶胞的晶轴为坐标轴X、Y、Z,以晶胞边长作为坐标轴的长度单位。
2.从晶轴系的原点O沿所指方向的直线取最近一个阵点的坐标u、v、w。
3.将此数化为最小整数并加上方括号,即为晶向指数。
[100],[110],[111̅]晶向指数表示所有相互平行、方向一致的晶向。
晶体中因对称关系而等同的各组晶向可并为一个晶向族,用<uvw>表示。
(二)晶面指数1.对晶胞作晶轴X、Y、Z以晶胞的边长作为晶轴上的单位长度。
2.求出待定晶面在三个晶轴上的截距(如该晶面与某轴平行,则截距为∞)。
3.取这些截距数的倒数。
4.将上述倒数化为最小的简单整数,并加上圆括号,即表示该晶面的指数,记为(hkl )晶面指数所代表的不仅是某一晶面,而是代表着一组相互平行的晶面。
(化简相等)在晶体中,具有等同条件而只是空间位向不同的各组晶面,可归并为一个晶面族,用{hkl }表示。
在立方晶系中,具有相同指数的晶向和晶面必定是相垂直的。
即[hkl ]⊥{hkl} (三)六方晶系指数晶面指数以(hkil )四个指数来表示,有h +k +i =0; 晶向指数以[uvtw]表示,有u +v +t =0。
六方晶系按两种晶轴系所得的晶面指数和晶向指数可相互转换如下:对晶面指数来说,从(hkil )转换成(hkl )只需去掉i ;对晶向指数,[UVW]与[uvtw]的关系为:U =u −t; V =v −t; W =w 。