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准晶体的发现、研究及应用前景王一贺31200001701984年，舍特曼在美国霍普金斯大学工作时发现了准晶，其实自然界早已经有准晶体的踪影。
2009年，在意大利佛罗伦萨自然科学史博物馆的一块古老岩石中，意大利和美国科学家发现了天然准晶体化合物的“芳踪”，如图2所示，他们把这种由铝、铜和铁三元合金系组成的新矿物质命名为Icosahedrite(取自正二十面体)。
而这种天然准晶体似乎来自45亿年前的一块陨石，它可能是一种最古老的矿物质，形成于太阳系的诞生。
这种新的结构因为缺少空间周期性而不是晶体，但又不像非晶体，准晶展现了完美的长程有序，这个事实给晶体学界带来了巨大的冲击，它对长程有序与周期性等价的基本概念提出了挑战。
准晶体没有周期性，但具有准周期性。
准周期是指质点的排列具有长程有序，但不体现周期重复。
根据三维物理空间中材料呈现的维数，可以把准晶体分为三维准晶体、二维准晶体和一维准晶体。
准晶体的各项性质，取决于其本身的化学组成和内部结构。
一切准晶体的内部结构都共同遵循准晶体的空间准周期格子规律，并由此可以导出一切准晶体所共有的性质。
由于准晶体结构中缺陷极为普遍，准晶体颗粒又十分细小(微米级)，而且还具有一些向晶态、玻璃态过渡的现象，因此准晶体的性质常常偏离理想状态。
理论上的准晶体应有下述一些性质：均一性、各向异性、对称性、自限性、最小内能性、稳定性。
准晶体的性能主要包含以下三方面内容。
第一，导电性能。
与金属的导电性质相比，准晶体显示出一种迥然不同的性质。
准晶体一般有比较大的电阻。
当温度不太高时，准晶体的电阻随温度的增加而减少。
准晶体的电阻与其组分浓度有关。
实验发现，准晶体的导电性能随样品质量的改善反而降低。
准晶体异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响。
第二，磁性能。
对高电阻的准晶的磁阻，当温度不高时，准晶体磁致电阻情况很复杂，但若温度大于100K时，磁阻将随外场的增加而减少。
这时的Kohler规律不在适用。
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。
准晶体的研究及其进展准晶体是指在既不具备完全长程周期性，又不具备完全无序性的晶体结构。
自从准晶体被发现以来，其研究在材料科学和固态物理领域引起了广泛的兴趣。
本文将介绍准晶体的研究历程，以及在不同领域中的应用进展。
准晶体的研究历程可以追溯到20世纪60年代末，当时瑞士的丹尼尔·谢菲勒（Daniel Shechtman）在一次电子显微镜下观察到了铝合金中的一种新奇晶体结构。
他发现这种结构具有五重旋转对称性，在晶体学中是不被允许的。
因此，谢菲勒最初的观察被其他科学家认为是错误的。
然而，谢菲勒坚持验证了自己的观察，最终于1982年发表了他的研究成果，证明了准晶体的存在。
准晶体的发现对晶体学领域产生了巨大的冲击，因为它违背了传统晶体学中对晶体的定义和理解。
过去，晶体被认为是具有完美的时间和空间周期性的结构，而准晶体则打破了这种传统的观念。
准晶体的进一步研究揭示了其独特的结构特征。
准晶体结构由于其非传统的周期性，具有多重旋转对称性。
这种多重旋转对称性导致了准晶体表面上出现五边形、八边形和十边形等特殊的几何形状。
这些几何形状在传统晶体中是不被允许的，但在准晶体中却是常见的。
准晶体的应用也在不断发展。
在材料科学领域，准晶体具有多孔性和较低的密度，因此被广泛应用于陶瓷、合金和涂层材料等领域。
准晶体陶瓷具有优异的耐高温性能和高硬度，因此被用于制造高温环境下的零件和陶瓷刀具等。
准晶体合金具有良好的抗腐蚀性能和机械强度，因此被用于航空、汽车和医疗器械等领域。
此外，准晶体的光学性质也使其广泛应用于光学镜片、激光器和光学纤维等领域。
准晶体的研究进展也涉及到理论模拟和计算机模拟等方面。
随着计算机技术的发展，科学家能够通过模拟和计算来研究准晶体的结构和性质。
通过模拟和计算，科学家能够预测准晶体的稳定性、机械性能和光学性质等。
这些理论模拟和计算结果可以指导实验设计和材料制备，加快准晶体材料的研发和应用。
总之，准晶体是一种独特的晶体结构，其研究自发现以来一直在不断发展。
准晶什么是准晶？准晶（Quasicrystal）是一种特殊的晶体结构，不同于常见的周期性晶体。
它以自我复制的方式组成，具有类似于晶体的长程有序性，同时又有类似于非晶体的无规则性。
准晶的发现引起了科学界的广泛关注和研究，对固体物理学和材料科学有着重要的意义。
准晶最早由以色列科学家丹·舍帕斯于1982年发现。
他发现了一种由铝、锰和金属硅组成的合金，其X射线衍射图谱显示出非常奇特的衍射斑点图案。
这种图案既不是晶体的经典单一斑点，也不是非晶体的连续衍射环，而是由固定的五角星图案组成。
这一发现颠覆了当时对晶体结构的认识，开启了准晶研究的新篇章。
准晶的结构特点准晶的结构特点可以用“离子包络模型”来描述。
这个模型假设准晶中的原子排列类似于离子包络，由环绕原子球组成。
准晶的结构可以通过一组向量来描述，这组向量被称为“母基矢”。
准晶的母基矢不是简单的周期性晶体的矢量，而是具有非周期性和非整数的关系。
这种非晶体的特性使准晶的结构具有五角星、八角星等非传统形状的对称性。
准晶的结构还具有“五重旋转对称性”，即它的结构在沿着某个固定轴旋转180度时仍保持不变。
准晶的应用准晶的独特结构特点使其具有一些特殊的物理性质和应用价值。
首先，准晶具有低摩擦系数和低热导率的特点，使其在润滑材料和热障涂层等领域有着广泛的应用。
其次，准晶还具有高硬度和高强度的特点，与金属和陶瓷相比具有更好的机械性能。
因此，准晶在材料加工、汽车制造和航空航天等领域的应用也越来越广泛。
此外，准晶还具有优异的电学和光学性能，使其在电子器件和光学器件等领域具有潜在的应用前景。
准晶在导电性能、光学透明度和磁学性能方面都具有特殊的优势，因此对其的研究和应用也成为当前热门的科研领域之一。
准晶的未来对准晶的研究还处于相对初级的阶段，很多问题仍然待解决。
当前的研究重点主要集中在准晶的合成方法、结构与性质之间的关系以及准晶的制备工艺等方面。
随着科学技术的不断进步，相信对准晶的认识会进一步深化，其潜在的应用领域也将继续扩展。
