非晶合金与准晶

非晶合金的制备和性能非晶合金的制备与性能非晶合金是指一类无晶体结构的金属合金，也称为非晶态金属或者玻璃态金属。

相比于晶体金属，非晶合金具有更高的硬度、强度、弹性模量和耐磨性，同时还具有良好的耐蚀性和阻尼性能。

因此，非晶合金可以用于制造各种高性能材料和器件，并在航空、航天、电子、能源等多个领域得到广泛应用。

非晶合金的制备方法制备非晶合金的方法主要包括快速凝固、熔体淬火、机械制备和气相沉积等。

其中，快速凝固是最常用的方法之一，也是最成功的方法之一。

快速凝固是指通过超高速冷却，使金属液态迅速凝固成非晶态合金。

这种方法的主要优点是可以制备出大尺寸的非晶合金，同时制备成本也相对较低。

根据凝固速率不同，快速凝固可以分为水淬、管束射流、电子束熔覆等多种方法。

非晶合金的性能非晶合金的性能主要与成分、制备工艺和结构等因素有关。

从成分上看，非晶合金中的元素种类和含量对其力学、物理和化学性能都有很大影响。

一般来说，非晶合金中所含元素的数量要尽可能少，以提高其合金化度和制备成本。

此外，非晶合金的结构性质也是影响其性能的重要因素。

相比于晶态金属，非晶合金没有晶粒，其结构直接影响了其硬度、强度和塑性等力学性能。

此外，非晶合金的电学性能和磁学性能也有很多独特的优势，例如高温下的电阻率稳定性和强磁场下的磁弹性。

应用前景随着科技的进步和工业的发展，非晶合金的应用前景越来越广阔。

在航空、航天等领域，非晶合金被广泛地应用于制造高难度、高强度的航空航天零部件。

在能源领域，非晶合金可以用于制造燃料电池、储氢合金等高性能材料。

在电子领域，非晶合金可以用于制造高密度、高速度的电子器件和存储设备等。

另外，由于非晶合金具有极高的强度和韧性，也可以用于制造薄型化、高强度的结构材料，如汽车车身材料、高速列车车体材料等。

结语非晶合金是一类极具潜力的新型材料，其力学、物理和化学性能都有很多独特的优势。

虽然目前非晶合金的制备工艺和应用还存在一些技术难点和限制，但相信随着科技的发展和应用需求的不断扩大，非晶合金一定会不断发展和完善，成为推动高科技产业进步的重要材料资源。

准晶材料的发展历程及其研究现状摘要：本文介绍了准晶的定义、分类，并阐述了准晶材料的发展历程。

简要概括了准晶材料的国内外研究现状。

最后，概括《热处理对含有十二面体准晶相的Ti1.4V0.6Ni合金电极的电化学性质的影响》大意。

关键词：准晶材料；定义；发展历程1 准晶材料的定义自第一个具有突破传统晶体学范畴的5次旋转对称合金相问世以来，至今人们已相继发现了具有8次、10次和12次旋转对称的合金相，这些合金的电子衍射花样特征表现出不同于晶体的5次对称和高于6次、8次、10次、12次对称，这些差异表明准晶代表了一种新的固态结构。

但5次及6次以上对称在传统晶体中是不允许存在的，因为不能仅仅用这样的几何单元来堆垛成无空隙的空间。

所以这些合金相既不能称为晶体(没有周期平移对称性)，又不能称为非晶体(具有长程有序)。

人们把这种违反传统晶体学理论的合金相命名为准周期晶体(Quasi-periodic Crystal)，简称准晶(Quasicrystal)。

由此可以得到准晶的定义为：准晶是同时具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性的固态有序相。

相对于晶体可以用一种单胞在空间中的无限重复来描述，准晶体也可以定义为:准晶是由两种(或两种以上)“原胞”在空间无限重复构成的，这些“原胞”的排列具有长程的准周期平移序和长程指向序。

2 准晶材料的发展1984年，美国科学家D.shechtman等[1]在研究用急冷凝固方法使较多的Cr、Mn和Fe等合金元素固溶于Al中，以期得到高强度铝合金时，在急冷Al-Mn合金中发现了一种奇特的具有金属性质的相。

这种相具有相当明锐的电子衍射斑点，但不能标定成任何一种布拉维点阵，其电子衍射花样明显地显示出传统晶体结构所不允许的5次旋转对称性。

DShechtman在美国《物理评论快报》上发表的“具有长程取向序而无平移对称序的金属相”一文中首次报道了发现一种具有包括5次旋转对称轴在内的二十面体点群对称合金相，并称之为二十面体相(Icosahedral phase)。

非晶合金材料非晶合金材料是一种具有非晶结构的金属材料，也称为非晶态合金。

与晶体材料相比，非晶合金材料具有更高的硬度、强度和耐腐蚀性能，因此在工业领域具有广泛的应用前景。

本文将从非晶合金材料的特点、制备方法、应用领域等方面进行介绍。

首先，非晶合金材料的特点是具有非晶结构。

非晶结构是指材料的原子排列呈现无序状态，而非晶合金材料的原子排列方式是无规则的、无序的。

这种结构使得非晶合金材料具有较高的硬度和强度，同时还具有优异的弹性和耐磨损性能。

此外，非晶合金材料还具有较好的导电性和磁性，因此在电子、磁性材料领域也有着广泛的应用。

其次，非晶合金材料的制备方法主要包括快速凝固法、溅射法和机械合金化法。

快速凝固法是通过在高温状态下迅速冷却金属熔体来制备非晶合金材料，这种方法可以有效地抑制原子的有序排列，从而形成非晶结构。

溅射法是将金属靶材置于真空室中，通过离子轰击的方式将金属原子沉积到基底上，形成非晶合金薄膜。

机械合金化法则是通过机械方法将不相容的金属元素混合制备成非晶合金材料。

这些制备方法为非晶合金材料的大规模生产提供了可行的途径。

非晶合金材料在工业领域具有广泛的应用。

首先，在航空航天领域，非晶合金材料可以用于制造航天器的结构部件和发动机零部件，因其具有较高的强度和耐腐蚀性能。

其次，在电子领域，非晶合金材料可以用于制造集成电路封装材料和磁性存储介质，以提高电子产品的性能和稳定性。

此外，在医疗器械和生物材料领域，非晶合金材料也有着广泛的应用前景，可以用于制造人工骨骼和植入式医疗器械。

综上所述，非晶合金材料具有独特的结构和优异的性能，制备方法多样且成熟，应用领域广泛。

随着科学技术的不断发展，非晶合金材料在工业领域的应用前景将会更加广阔，为人类社会的发展做出更大的贡献。

结构特点性能应用制备法准晶概念随着材料技术的发展，出现了一类结构不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期性有序排列新的原子聚集状态的固体，这种状态被称为准晶态，此固体称为准晶。

结构既不同于晶体，也不同于非晶态，原子分布不具有平移对称性，但仍有一定的规则，且呈长程的取向性有序分布，可认为是一种准周期性排列。

一位准晶：原子有二维是周期分布的，一维是准晶周期分布。

一维准晶模型————菲博纳奇（fibonacci）序列其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两段线段）的规律增长，若以L为起始项，则会发现学列中L可以成双或成单出现，而S只能成单出现，序列的任意项均为前两项之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时，i=（1+√5）/2二维准晶：一种典型的准晶结构是三维空间的彭罗斯拼图(Penrose)。

二维空间的彭罗斯拼图由内角为36度、144度和72度、108度的两种菱形组成，能够无缝隙无交叠地排满二维平面。

这种拼图没有平移对称性，但是具有长程的有序结构，并且具有晶体所不允许的五次旋转对称性。

三维准晶：原子在三维上的都是准周期分布包括二十面体准晶，立方准晶。

性能准晶室温下表现为硬而脆，韧性较低，准晶材料密度低于其晶态时的密度，比热容比晶态大。

准晶大多由金属元素构成，由金属元素形成的晶体，他们的导电性是人所共知的，金属晶体这些导电性质相比，准晶体一般具有较大的电阻，当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增加而减少，实验发现，准晶的导电性随样品质量的改善而降低。

其电阻率甚高，电阻温度系数甚小，电阻随温度的变化规律也各不相同。

应用准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数，不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分布与结构材料中，准经材料在表面改性材料中的应用将准晶材料以涂层，耐热，耐磨，低的摩察系数，耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性质，优化整体材料的性能。

同色顶点相接
格点旳 排列无 周期性， 但到处 具有5次 对称性
准晶构造类型
a.一维准晶 在一种取向是准周期性而其他两个取向
是周期性，存在于二十面体或十面体与结晶 相之间发生相互转变旳中间状态。
b.二维准晶 由准周期有序旳原子层周期地堆垛而构成，
是将准晶态和晶态旳构造特征结合在一起。 存在8、10 和 12 次对称
1.准晶态旳构造
准晶是准周期晶体旳简称，它是一种无平 移周期性但有位置序旳晶体。
有无方法能够铺砌成具有五重对称性旳 无空隙地面？
面积之比为 1.618：1
具有5次 对称轴
1974年penrose提出利用两种夹角分别为72、 72、144、72 和 36、72、36、216度旳四边 形能够将平面铺满.相当于将一种菱形切开成上 述两个四边形。这种图形具有5次对称性。
旳固体材料。
(1)各向同性；
（2）介稳性 有析晶（晶化）旳倾向； （3）熔融态向玻璃态转化旳过程是可逆旳与 渐变旳；
（4）无固定旳熔点；
(5)熔融态向玻璃态转化时物理、化学性质 随温度变化旳连续性。
2、玻璃旳形成条件
A：玻璃形成旳动力学条件
硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐等无机熔体或一定成 份旳合金只有冷凝速度不小于一定旳临界速度 才干转变为玻璃。
金属键物质，在熔融时失去联络较弱旳电子， 以正离子状态存在。金属键无方向性并在金属晶 格内出现最高配位数（12），原子相遇构成晶格 旳几率最大，最不易形成玻璃。
纯粹共价键化合物多为分子构造。在分子内 部，由共价键连接，分子间是无方向性旳范德华 力。一般在冷却过程中质点易进入点阵而构成份 子晶格。
所以以上三种键型都不易形成玻璃。
c.二十面体准晶

准晶材料的发现和进展准晶材料是介于晶体和非晶体之间的一类特殊材料，具有无规则的原子排列规律，但却具备晶体材料的一些性质，如高强度和较好的耐磨性。

准晶材料的发现和进展对于材料科学和工程领域具有重要的意义。

下面将从准晶材料的发现、性质以及应用等方面对其进展进行详细介绍。

准晶材料的发现可以追溯到上世纪50年代，当时科学家对于金属结构的研究中发现了一些非晶态相，这些非晶态相具有一定的长程有序性。

到了上世纪70年代，丹麦科学家彼得·汀斯马克（Peter Z. Tien）在对于铝镓合金的研究中发现了第一个具有准晶结构的合金，这个合金的晶格结构具有五角旋转对称性，因此被命名为“五角型准晶体”。

此后，科学家们又陆续发现了其他具有准晶结构的合金，如铝铁硅合金、铝镍钴合金等。

准晶材料具有一些特殊的性质，首先是高硬度和高强度。

准晶材料的原子排列具备无规则的规律，因此具有较高的抗变形能力，可用于制造高强度的结构材料。

其次，准晶材料具有优异的耐磨性。

由于准晶材料的原子排列无规则，使得其表面的摩擦系数较小，能有效抵抗磨损和摩擦。

此外，准晶材料的热导率较低，抗氧化性较好，并且具有较高的化学稳定性，可以应用于高温和腐蚀环境下的材料。

准晶材料的进展为材料科学和工程领域带来了许多重要的应用。

首先，准晶材料被广泛应用于合金材料中。

通过调控合金中的元素比例，可以制备出具备特定准晶结构的合金，这些合金在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用。

其次，准晶材料还可以用于制备高效的催化剂。

由于准晶材料具有丰富的表面活性位点和独特的电子结构，使得其在催化反应中表现出良好的催化活性和选择性，对于环境保护和能源开发具有重要意义。

此外，准晶材料还可以应用于摩擦学、电子器件等领域。

总之，准晶材料的发现和进展对于材料科学和工程领域具有重要的意义。

它们的独特结构和性质使得其在高强度结构材料、催化剂以及其他领域中得到了广泛应用。

随着对准晶材料的进一步研究和理解，相信准晶材料在更多领域中将发挥更大的作用。

属与硼和(或)磷化合物等类金属组成的二元和三元甚至多元的非晶态合 金，如Fe72Cr8P13C7、Ni40B43等。由于类金属的加入，显著增加了金属 形成非晶态结构的热稳定性。如少量稀土金属的加入使 Ni-P合金的热 稳定性提高。
(2) 非晶合金的产生与发展
1934年，德国人克雷默采用蒸发沉积法首先发现了附着在玻璃冷基 底上的非晶态金属膜。1947年，美国标准计量局的A. Brenner用电解 和化学镀法首次制备出了Ni-P非晶态金属膜，但没有引起重视。
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3)合金化
合金各组元的尺寸相差大，一般原子尺寸差10％~20％的系统，形成 非晶的范围都比较宽，形成非晶容易。原子间的电负性差越大，交互作用 越强并可导致形成金属间化合物。金属和类金属原子间的交互作用很强， 故非晶合金中常包含有类金属元素。
(3)非晶态合金系
包括周期表中 ⅦB族元素和Ⅶ族元素及ⅠB族贵金属。这类合金的典型例子有Pd80Si20、 Ni80P20、Au75Si25、Fe80B20、Pt75P25等。其中类金属元素的摩尔分数在 13％~25%，处于深共晶范围。另有一些非晶态合金的类金属元素含量 可在较大范围内变化，如Ni-B31~41，Co-B17~41，Pt-Sb(锑)34~36.5。 在二元合金的基础上加入一种或多种金属或过渡金属元素替代部分 基体金属，可使非晶形成范围加宽，如Pd78Cu6Si16、Pd40Ni40P20。在 Ni92Si8中加入硼，Ni92-xSi8Bx，x可在10~39范围内变化，如实用意义很 大的Fe-Si-B非晶合金。 15
度作出预测性的估计：液体淬火的冷却速度应在1012K/s，但在实际上无 法达到，因此对纯金属和少量溶质原子的稀合金只能用气相沉积。 通过加入溶质原子，特别是这些溶质原子和基体原子的尺 寸和电负性差别较大时，一方面使Tm下降，另一方面使Tg上升， △Tg=Tm-Tg变小，有利于非晶形成。也可以用一个约化玻璃转变温度 Trg=Tg/Tm来分析。随着合金元素含量的增加，液相线下降，并出现深共 晶，大多有利于非晶形成。

非晶合金与准晶非晶合金与准晶1.非晶态合金的发现长期以来，提到合金指的就是晶态合金。

提到非晶态，指的是玻璃态的硅酸盐。

上个世纪六十年代，非晶态合金的出现，改变了这种情况。

60年代初Duwez等发展了溅射淬火技术，用快速冷却的方法，使液态合金的无序结构冻结起来，形成非晶态合金Au3Si，对传统的金属结构理论是一个不小的冲击，由于非晶态合金具有许多优良性能：高强度、良好的软磁性、耐腐蚀性等，很快成为重要的功能材料，获得很快发展。

2.非晶态合金的结构特征非晶态合金与晶态合金最大的区别在于长程无序。

晶态合金只要了解一个晶胞中原子的排布，由于周期性，固体中所有原子的排布都知道了。

而非晶态合金结构特点为短程有序、长程无序，即某一个第一近邻、第二近邻原子是有固定排列的，而更远的原子是无序的。

从X射线衍射强度图可以看出，晶态有明确、锐利的衍射峰，而非晶态只有较圆滑的峰，后面是一些不可分辨的曲线，即非晶态合金不能从X射线衍射中获得太多的信息，目前用径向分布函数来表征非晶态合金结构。

晶态材料与非晶态材料数值密度函数随距离变化的示意图2.非晶态合金的结构特征非晶态固体与晶态固体相比，结构上的最本质的差别是不存在长程有序性。

组成晶体的粒子在宏观尺度上规则排列的周期性，就称为长程有序性。

在非晶态固体中，原子位置的空间分布并不是无规则的，而是存在一种局域关联性，因此，在非晶态固体中存在着极为明显的短程有序性。

所谓短程有序性，就是在原子周围小区域内原子排列的规则性，一般是用在任一特定原子的最近邻的原子数(即配位数) 来表示。

①非晶合金具有比普通金属更高的强度。

②非晶态合金因其结构呈长程无序，故在物理性能上与晶态合金不同，显示出异常情况。

③非晶合金比普通金属具有更强的耐化学腐蚀能力。

非晶态合金是均匀的多元固溶体，不存在晶界、第二相、析出物等结构缺陷，有利于抗化学腐蚀。

非晶态合金与晶态合金最大的区别在于长程无序。

晶态合金只要了解一个晶胞中原子的排布，由于周期性，固体中所有原子的排布都知道了。

要理解这几‎个概念，首先要理解‎晶体概念，以及晶粒概‎念。

我想学固体‎物理的或者‎金属材料的‎都会对这些‎概念很清楚‎。

自然界中物‎质的存在状‎态有三种：气态、液态、固态（此处指一般‎物质，未包括“第四态”等离子体——成锡注）。

固体又可分‎为两种存在‎形式：晶体和非晶‎体。

晶体是经过‎结晶过程而‎形成的具有‎规则的几何‎外形的固体‎；晶体中原子‎或分子在空‎间按一定规‎律周期性重‎复的排列。

晶体共同特‎点：均匀性：晶体内部各‎个部分的宏‎观性质是相‎同的。

各向异性：晶体中不同‎的方向上具‎有不同的物‎理性质。

固定熔点：晶体具有周‎期性结构，熔化时，各部分需要‎同样的温度‎。

规则外形：理想环境中‎生长的晶体‎应为凸多边‎形。

对称性：晶体的理想‎外形和晶体‎内部结构都‎具有特定的‎对称性。

对晶体的研‎究，固体物理学‎家从成健角‎度分为：离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从‎空间几何上‎来分，有七大晶系‎，十四种布拉‎菲点阵，230种空‎间群，用拓扑学，群论知识去‎研究理解。

可参考《晶体学中的‎对称群》一书（郭可信，王仁卉著）。

与晶体对应‎的，原子或分子‎无规则排列‎，无周期性无‎对称性的固‎体叫非晶，如玻璃，非晶碳。

一般，无定型就是‎非晶，英语叫am‎o rpho‎u s，也有人叫g‎l ass(玻璃态）。

晶粒是另外‎一个概念，搞材料的人‎对这个最熟‎了。

首先提出这‎个概念的是‎凝固理论。

从液态转变‎为固态的过‎程首先要成‎核，然后生长，这个过程叫‎晶粒的成核‎长大。

晶粒内分子‎、原子都是有‎规则地排列‎的，所以一个晶‎粒就是单晶‎。

多个晶粒，每个晶粒的‎大小和形状‎不同，而且取向也‎是凌乱的，没有明显的‎外形，也不表现各‎向异性，是多晶。

英文晶粒用‎G rain‎表示，注意与Pa‎r ticl‎e是有区别‎的。

有了晶粒，那么晶粒大‎小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的‎取向关系都‎是很重要的‎组织（组织简单说‎就是指固体‎微观形貌特‎征）参数。

准晶纳米晶非晶和液晶结构首先是准晶结构，准晶是指具有部分有序和部分无序排列的结构。

与晶体相比，准晶的原子排列稍微有一些规则性，但并不具备完全规则的晶体结构。

准晶具有特定的旋转对称性，常见的准晶有五重轴对称结构、十重轴对称结构等。

准晶具有比纯随机无序结构更多的规则性，具备一些晶体的性质，如有一些可预测的物理性质。

其次是纳米晶结构，纳米晶是指晶体的晶粒尺寸在纳米级别范围内的材料。

晶体的晶粒尺寸在纳米级别时，由于晶界面面积相对较大，可以导致材料的物理、化学性质发生显著变化。

与传统晶体相比，纳米晶材料具有更高的韧性、更优异的力学性能和更高的强度。

纳米晶结构的材料还具有较高的表面能，有助于提高催化活性和电化学性能。

第三是非晶结构，非晶是指材料缺乏长程有序结构，具有完全无序的原子或分子排列。

非晶结构没有明确的晶格，无法通过传统的晶体学方法来描述。

非晶材料在玻璃、金属合金和一些塑料中广泛存在。

非晶材料具有高硬度、高抗磨损性、良好的抗腐蚀性能和优异的电学性能。

非晶结构的材料还具有较好的弹性形变能力和高温稳定性。

最后是液晶结构，液晶是介于固体和液体之间的新型物质状态。

液晶材料在较低的温度下表现出有序排列的液体行为，同时又具备晶体的一些性质。

液晶的分子在空间中呈现出有序排列的特点，可以形成不同的液晶相，如向列型液晶、扭曲向列型液晶等。

液晶材料具有响应外界电场和温度的特性，在显示技术和光电器件等领域有广泛应用。

总之，准晶、纳米晶、非晶和液晶结构是材料科学中常见的四种晶体结构。

每种结构具有独特的原子或分子排列方式和特性，对材料的性质和应用有着重要的影响。

通过研究和利用这些不同的结构，可以设计和制造出具有特定性能和功能的材料。

准晶及准晶材料概览准晶及准晶材料是一类具有独特结构和性质的材料。

它们的结构介于晶体和非晶体之间，具有有序周期结构，但缺少长程周期性。

准晶材料是独特的，因为它们在原子层中存在着一种五倍旋转对称性，这与传统的晶体对称性不同。

本文将对准晶及准晶材料进行概览。

准晶材料是由国际准晶学会(IUCr)于1982年首次定义的。

根据IUCr的定义，准晶材料是一种具有不具备平移对称性的有序周期结构的材料。

准晶材料的结构单位称为“集晶”(cluster)，它是准晶材料中具有原子或分子固定结构的最小重复单元。

准晶材料的特点是它们的结构中存在二次、五次、十次乃至更高的旋转对称性，这与传统的晶体仅具有两次三次等对称性是不同的。

准晶材料的发现是在20世纪60年代末70年代初。

当时，日本化学家铃木敬三首次在金铝合金中观察到了准晶结构。

此后，准晶材料的研究逐渐扩展到其他合金体系和无机材料中。

准晶材料的研究进展证明，它们具有许多独特的物理、化学和机械性质，使得它们在各个领域都引起了广泛的兴趣。

准晶材料的丰富性质是由于它们的特殊结构所决定的。

准晶材料的结构单位可以是单原子、分子或者离子，它们以一种特定的方式排列形成不同的集晶。

每个集晶都具有一定的对称性，如五重旋转对称性，这使得整个准晶材料具有高度的非周期性和对称性。

准晶材料的原子或分子之间的相对位置和角度是固定的，这使得准晶材料具有较好的稳定性和机械性能。

与传统的晶体材料相比，准晶材料具有较高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性。

准晶材料在材料科学和工程中具有广泛的应用。

例如，准晶材料可以用于制备高强度和高耐磨性的涂层材料，还可以用于制备高性能的电子器件和光学元件。

准晶材料还可以用于制备高效的催化剂和吸附剂，被广泛应用于化学工业和环境保护领域。

此外，准晶材料还可以用于制备新型的复合材料和纳米材料，具有潜在的应用前景。

总之，准晶及准晶材料是一类具有独特结构和性质的材料。

准晶材料具有有序周期结构，但缺少长程周期性，其结构单位为集晶，具有二次、五次、十次乃至更高的旋转对称性。

晶体非晶准晶在结构上的异同晶体、非晶体和准晶体是固体材料中常见的三种结构形态。

晶体是由周期性排列的原子、离子或分子组成的，具有明确的晶格结构和长程有序性。

非晶体则是由无序排列的原子、离子或分子组成的，缺乏明确的晶格结构和长程有序性。

而准晶体则是介于晶体和非晶体之间的结构形态，具有部分有序性。

在结构上，晶体、非晶体和准晶体存在着一些明显的异同。

首先，晶体具有明确的晶格结构，原子、离子或分子按照规则的方式排列，并且在空间中具有周期性的重复性。

而非晶体则没有明确的晶格结构，原子、离子或分子的排列是无序的。

准晶体则介于两者之间，具有部分长程有序性，但不完全具备晶体的周期性重复结构。

因此，晶体和非晶体在结构上存在着明显的差异。

晶体具有明确的晶体面和晶体轴方向。

晶体面是晶体中原子、离子或分子排列的平面，晶体轴方向则是晶体中原子、离子或分子排列的方向。

这种有序的结构使得晶体具有一些特殊的物理性质，如各向异性和晶体光学效应。

而非晶体由于无序排列的结构，没有明确的晶体面和晶体轴方向。

准晶体在结构上介于两者之间，具有部分的晶体面和晶体轴方向。

晶体和准晶体在结构上还存在着类似的周期性重复性。

晶体的周期性重复结构使得其具有一些特殊的物理和化学性质，如特定的热膨胀性、热导率和电导率。

准晶体虽然没有完全的周期性重复结构，但其部分有序性使得其具有一些类似晶体的性质。

而非晶体由于无序排列的结构，缺乏周期性重复性，因此其物理和化学性质与晶体和准晶体有很大的差异。

总的来说，晶体、非晶体和准晶体在结构上存在着明显的异同。

晶体具有明确的晶格结构和周期性重复性，而非晶体则是无序排列的结构，缺乏明确的晶格结构和周期性重复性。

准晶体则介于两者之间，具有部分有序性。

这些结构上的差异导致晶体、非晶体和准晶体具有不同的物理和化学性质。

因此，对于材料科学和固体物理领域的研究来说，深入理解晶体、非晶体和准晶体的结构特点具有重要意义。

【2011诺贝尔化学奖解读】准晶：似晶非晶庄小哥发表于2011-10-06 12:12:37故事还要从头说起。

人们早就发现，在自然界的晶体中，原子以重复的样式排列，不同的化合物也许会出现不同的排列方式，但都是简单的平移重复而已。

下面是几张来自晶体中的图案模型。

在图a中，我们可以看到每个原子被其他三个相同的原子包围，形成了一个单位样式，这称为三重对称，因为如果把其中之一沿着平面转过120度，将与另一个发生重叠。

而在四重对称（图b）中，转过90度后可得相同图形，在六重对称（图c）中，转过60度可得相同图形。

但无论如何，五重对称（图d）却不可能得到，因为其中原子间的距离长短不一，这个样式无法实现旋转对称，由此很容易就充分证明了在晶体中找不到五重对称，依此，七重对称或者更高重的对称都是找不到的。

所以，早期晶体学家们都根深蒂固地认为，五重或七重以上的对称不符合自然规律。

然而，1982年4月的那个早晨，以色列理工学院的Daniel Shechtman 却发现在他电子显微镜下面，一个衍射图案可以安然转过圆周的1/10（也就是36度）依旧得到原来样式，也就是说，发现了十重对称！很快，他又从铝锰合金中找到了五重对称的图案。

在那个时期，这项工作绝对是颠覆性的了，以至于相关论文1984年夏天被Journal of Applied Physics断然拒掉。

还好，Physical Review Letters没做同样的武断之事，随后就发表了他的文章。

Shechtman发现的固体形态被命名为准晶（quasicrystal），以示与传统晶体的区别，并被认为是介于晶体和非晶体之间的一种形态。

事实上，无独有偶，同一时期的数学家们已为他做好了理论铺垫，英国人彭罗斯（Roger Penrose）差不多同一时期便在前人工作基础上提出了一种以两种形状的拼图铺满平面的解决方案。

对于Shechtman的准晶体衍射图案和彭罗斯的镶嵌瓷砖来说，都有一个迷人的性质，就是在它们的形态中隐藏着美妙的数学常数τ，亦即黄金分割数1.618……。

辽宁工程技术大学
材料科学最新进展
题目准晶、非晶、纳米晶、粗晶、液晶
的结构、性能、制备技术及应用指导教师吕宝臣博士
院（系、部）材料科学与工程学院
专业班级材料07-1班
学号0708010108
姓名关媛媛
日期2010年10月17日
教务处印制
目录
前言 (1)
1准晶 (2)
1.1准晶的结构 (2)
1.2准晶的性能 (2)
1.3准晶的制备技术 (2)
1.4准晶的应用 (3)
2非晶 (3)
2.1非晶的结构 (4)
2.2非晶的性能 (4)
2.3非晶的制备技术 (4)
2.4非晶的应用 (5)
3纳米晶 (6)
3.1纳米晶的结构 (6)
3.2纳米晶的性能 (6)
3.3纳米晶的制备技术 (7)
3.4纳米晶的应用 (7)
4粗晶 (8)
4.1粗晶的结构 (8)
4.2粗晶的性能 (8)
4.3粗晶的制备技术 (8)
4.4粗晶的应用 (9)
5液晶 (10)
5.1液晶的结构 (10)
5.2液晶的性能 (10)
5.3液晶的制备技术 (11)
5.4液晶的应用 (12)
致谢 (13)
参考文献 (14)。

揭示了玻璃的微不均匀性，描述了玻璃结构近程有 序的特点。晶子尺寸太小，无法用x－射线检测，晶子 的含量、组成也无法得知。
（2）无规则网络学说
学说要点： a:形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的 三维空间网络。
b:这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维 空间无规律的发展而构筑起来的。
c:电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大 的变性离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变 价离子则有一定的配位数。
离子键化合物在熔融状态以单独离子存在， 流动性很大，凝固时靠静电引力迅速组成晶格。 离子键作用范围大，又无方向性，且离子键化合 物具有较高的配位数（6、8），离子相遇组成晶 格的几率较高，很难形成玻璃。
金属键物质，在熔融时失去联系较弱的电子， 以正离子状态存在。金属键无方向性并在金属晶 格内出现最高配位数（12），原子相遇组成晶格 的几率最大，最不易形成玻璃。
折射率等
第三类性质：玻璃的导热系数和弹性系数等
Tg ：玻璃形成温度，又称脆性温度。它是玻 璃出现脆性的最高温度，由于在这个温度下可 以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力， 所以也称退火温度上限。
Tf ：软化温度。它是玻璃开始出现液体状态 典型性质的温度。相当于粘度109dPa·S，也是 玻璃可拉成丝的最低温度。
二是双辊法，此法也生产带状制品。与单辊法不同的 是，液体状金属喷射到两辊间隙处，进行双面冷却和 压延。
三是水中拉丝法。金属玻璃丝有独特的用途，但难以 用上述的辊面冷却方法制作，故常用水中拉丝法制作， 即把液体金属连续注入冷却水中，直接获得金属玻璃 丝。
此外，晶体材料在高能辐照或机械驱动作用下 也会发生非晶转变。
准晶体目前的应用包括耐磨涂层、不黏涂层、 热阻涂层(引擎绝热)、高效热电转换、聚合物 母体合成、选择性太阳能吸收和储氢等，主要 有铝系合金准晶体、Ti(zr)基准晶二大体系。

准晶材料的接触问题准晶材料的接触问题引言：准晶材料是一类介于晶体和非晶体之间的特殊材料。

与晶体不同的是，准晶材料的原子排列有一定的规则性，但缺乏长程的周期性。

由于其独特的结构和性质，准晶材料在科学研究和工业应用中具有广阔的前景。

然而，准晶材料的接触问题一直以来都是研究和应用中的一个重要挑战。

第一部分：准晶材料的特点及应用前景1.1 准晶材料的结构准晶材料具有高度对称的五重轴、十重轴等准周期结构，其原子排列在微观上呈现出多样的非晶态和晶态特点。

1.2 准晶材料的性质准晶材料具有低热导率、低磁导率、高硬度和高强度等多种优异的物理性质。

此外，准晶材料还表现出优异的阻尼性能、耐腐蚀性能等特点。

1.3 准晶材料的应用前景准晶材料在能源、电子、机械、化工等众多领域都有着广泛的应用前景。

例如，准晶材料可以作为热障涂层、纳米传感器、高强度结构材料等领域的重要组成部分。

第二部分：准晶材料的接触问题及挑战2.1 准晶材料的界面接触问题准晶材料与金属、陶瓷等传统材料之间的界面接触问题一直以来都是研究的关注点。

准晶材料的结构特殊，与其他材料的界面接触存在着很大的差异，因此在实际应用中可能出现诸多问题。

2.2 准晶材料的摩擦和磨损问题准晶材料具有优异的硬度和强度，因此在实际应用中常被用于制作耐磨件。

然而，准晶材料的摩擦学特性并不完全清楚，其摩擦和磨损问题仍然是一个待解决的难题。

2.3 准晶材料的高温接触问题准晶材料在高温环境下的接触问题也备受关注。

由于准晶材料的特殊结构，其在高温下可能出现晶界扩散、组织相变等问题，从而影响其性能和可靠性。

第三部分：解决准晶材料接触问题的途径3.1 界面工程技术通过选择合适的界面材料和界面结构，可以提高准晶材料与其他材料的接触性能，减缓界面反应和界面扩散。

3.2 润滑和表面处理技术通过表面润滑和特殊的表面处理技术，可以降低准晶材料的摩擦和磨损，并提高其耐腐蚀性能。

3.3 优化材料设计开展更深入的准晶材料研究，优化其结构和性能参数，可以提高准晶材料在接触问题上的表现。

晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别晶，多晶，非晶，微晶，无定形，准晶的区别要理解这几个概念，首先要理解晶体概念，以及晶粒概念。

我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚！自然界中物质的存在状态有三种：气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式：晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体；晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。

晶体共同特点：均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。

各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。

固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。

规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。

对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。

对晶体的研究，固体物理学家从成健角度分为：离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从空间几何上来分，有七大晶系，十四种布拉菲点阵，230种空间群，用拓扑学，群论知识去研究理解。

可参考《晶体学中的对称群》一书（郭可信，王仁卉著）。

与晶体对应的，原子或分子无规则排列，无周期性无对称性的固体叫非晶，如玻璃，非晶碳。

一般，无定型就是非晶英语叫amorphous，也有人叫glass(玻璃态）.晶粒是另外一个概念，搞材料的人对这个最熟了。

首先提出这个概念的是凝固理论。

从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。

晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。

多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。

英文晶粒用Grain表示，注意与Particle是有区别的。

有了晶粒，那么晶粒大小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的取向关系都是很重要的组织（组织简单说就是指固体微观形貌特征）参数。

对于大多数的金属材料，晶粒越细，材料性能（力学性能）越好，好比面团，颗粒粗的面团肯定不好成型，容易断裂。

所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。