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漂亮的COF单晶结构做共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks，简称COF）的科研人员都很清楚，COF的结晶是困难的，需要对合成条件（温度、溶剂、催化剂、时间等）不断的优化才能够得到一个非常好的衍射峰，得到COF的单晶-晶体结构则是难上加难。
但是这一难题在不断的被攻克，接下来给大家简单汇总一下，这几年成功制备的COF单晶材料。
最早的COF单晶结构被报道是在2018年，两篇science横空出世。
一篇来自兰州大学的王为教授课题组（Science 361, 48–52 (2018)），另一篇来自西北大学的William R. Dichtel教授课题组。
Ma et al., Science 361, 48–52 (2018)王为教授课题组的基本思路是以苯胺作为COF的生长调节剂，经过长时间的缓慢生长，得到了四例三维-亚胺键链接的COF单晶，其直径从10-100 μm 不等，为COF单晶的制备提供了一种思路。
Evans et al., Science 361, 52–57 (2018)William R. Dichtel教授课题组的基本思路为两步法，二次聚合结晶，得到了三例二维-硼酸酯键链接的COF。
具体过程：以乙腈为溶剂，加入单体，先是在形成稳定胶体晶种，然后向其中缓慢添加单体，晶体从小到大缓慢结晶生长，直至得到单晶COF，同样为COF单晶的制备提供了一种思路。
受到上述两种方法启发，在接下来时间里，科研人员又成功制备出若干单晶COF材料。
比如在2019年，还是William R. Dichtel教授课题组，通过硼酸自聚-二次生长的方式得到了四例二维-单晶COF（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 19728−19735）。
2020年，王为教授课题组，以四-(4-氨基苯)乙烯和金刚烷四醛通过苯胺调剂缓慢结晶的方式又制备了一例新的三维-亚胺键链接的非互穿单晶COF材料（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 17991–17995）。
金属材料的晶体结构一、晶体与非晶体固态物质可分为晶体与非晶体两类。
●晶体是指其组成微粒（原子、离子或分子）呈规则排列的物质。
晶体具有固定的熔点和凝固点、规则的几何外形和各向异性特点，如金刚石、石墨及一般固态金属材料等。
●非晶体是指其组成微粒无规则地堆积在一起的物质，如玻璃、沥青、石蜡、松香等都是非晶体。
非晶体没有固定的熔点，而且性能具有各向同性。
图1-18 简单立方晶格及其晶胞示意图二、金属的晶体结构(一)晶格●抽象地用于描述原子在晶体中排列形式的空间几何格子，称为晶格。
(二)晶胞●反映晶格特征、具有代表性的最小几何单元称为晶胞。
晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边的边长（晶格常数）a、b、c和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。
(三)常见的金属晶格类型常见的晶格类型是：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格：1．体心立方晶格体心立方晶格的晶胞是立方体，立方体的8个顶角和中心各有一个原子，每个晶胞实有原子数是2个。
具有这种晶格的金属有：α铁(α-Fe)、钨(W)、钼(Ｍo)、铬(Ｃr)、钒(Ｖ)、铌（Nb）等约30种金属。
图1-19 体心立方晶格示意图2．面心立方晶格面心立方晶格的晶胞也是立方体，立方体的八个顶角和六个面的中心各有一个原子，每个晶胞实有原子数是4个。
具有这种晶格的金属有：γ铁(γ-Ｆe)、金(Ａu)、银(Ag)、铝(Ａl)、铜(Ｃu)、镍(Ni)、铅（Pb）等金属。
图1-20 面心立方晶格示意图3．密排六方晶格密排六方晶格的晶胞是六方柱体，在六方柱体的十二个顶角和上下底面中心各有一个原子，另外在上下面之间还有三个原子，每个晶胞实有原子数是6个。
具有这种晶格的金属有：α钛(α-Ti)、镁( Mg)、锌(Zn)、铍(Be)、镉（Cd）等金属。
图1-21 密排六方晶格示意图三、金属的实际晶体结构●原子从一个核心（或晶核）按同一方向进行排列生长而形成的晶体，称为单晶体。
自然界存在的单晶体有水晶、金刚石等，采用特殊方法也可获得单晶体，如单晶硅、单晶锗等，单晶体具有显著的各向异性特点。
§6 金属材料结构金属材料结构包括晶体结构（FCC、BCC、HCP）及其缺陷、相结构（固溶体、中间相）和显微组织结构（共晶组织、共析组织、非金属夹杂物等）。
6.1 纯金属材料的结构常见纯金属的晶体结构有三种：面心立方结构（FCC）、体心立方结构（BCC）和密排六方结构（HCP）。
（1）面心立方结构(FCC)：Au、Ag、Al、Cu、Ni、Pb、γ－Fe等20多种。
图2.32 面心立方结构示意图（2）体心立方结构(BCC)：Cr、W、Mo、V、Nb、α－Fe等30多种图2.33 体心立方结构示意图（3）密排六方结构(HCP)：Mg、Zn、Be、Cd等图2.34 密排六方结构示意图三种晶体结构的晶胞结构细节见下表。
表2.4 金属材料常见三种晶体结构细节6.2 实际金属材料的结构实际使用的工业金属材料，即使体积很小，其内部的晶格位向也不是完全一致的，而是包含着许许多多的彼此间位向不同的小晶粒，即实际金属材料中包含有面缺陷，是多晶结构。
通常测定的金属性能是各个位向不同的晶粒的平均值，故显示出各向同性。
事实上，即使在同一个晶粒内部，晶格位向也不是象理想晶体那样完全一致，而是存在着亚结构。
所以，只有在亚结构内部，晶格的位向才是一致的。
另外，实际金属材料中也包含诸如空位、间隙原子、置换原子等面缺陷以及位错等线缺陷。
6.3 合金的结构6.3.1 合金及相关概念纯金属材料的制备困难，价格高，而且性能往往有一定的局限性，实际使用的工业金属材料多为合金。
合金：是由两种或两种以上的金属元素，或者由金属元素和非金属元素组成的具有金属特性的物质；组元：组成合金的最基本的独立的物质，可以是金属元素、非金属元素或稳定的化合物；相：成分、结构相同，性能均宜，并有界面与其它部分隔开的独立均匀的组成部分，合金中的基本相有固溶体和中间相两种；组织：合金结构的微观形貌，可以是单相的，也可以是多相的。
6.3.2 固溶体合金中的基本相包括固溶体和中间相(intermediate phase,也称化合物)两大类。
《机械工程材料》题库吉首大学物理与机电工程学院机械系2018-10-20-1-—2—一、名词概念解释1、金属键、晶体、非晶体2、晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数3、晶面、晶向、晶面指数、晶向指数4、晶体的各向异性、伪各向同性5、晶体缺陷、空位、位错、柏氏矢量6、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒7、晶界、亚晶界、相界二、思考题1、常见的金属晶体结构有哪几种? 试画出晶胞简图, 说明其晶格常数特点。
2、α-Fe、γ-Fe、Cu 的晶格常数分别是2.066A ° 、3.64A °、3.6074A °, 求(1) α-Fe 与 γ-Fe 的原子半径及致密度；(2) 1mm 3 Cu 的原子数。
3、画出下列立方晶系的晶面及晶向(1) (100)、(110)、(111)及[100]、[110]、[111](2) (101)、(123)及[101]、[123]4、在立方晶体结构中, 一平面通过21=y 、 Z=3并平行于x 轴, 它的晶面指数是多少? 试绘图表示。
5、体心立方晶格中的{110}晶面族, 包括几个原子排列相同而空间位向不同的晶面? 试绘图表示。
6、已知立方晶胞中三点A、 B、C 如图所示, A、B 是晶胞角顶, C 是棱边中点, 求：(1) ABC 面晶面指数；(2) ABC 面的法向指数； (3) 晶向CA BC AB ..的晶向指数。
—2—一、名词概念解释1、金属键、晶体、非晶体2、晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数3、晶面、晶向、晶面指数、晶向指数4、晶体的各向异性、伪各向同性5、晶体缺陷、空位、位错、柏氏矢量6、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒7、晶界、亚晶界、相界二、思考题1、常见的金属晶体结构有哪几种? 试画出晶胞简图, 说明其晶格常数特点。
2、α-Fe、γ-Fe、Cu 的晶格常数分别是2.066A ° 、3.64A °、3.6074A °, 求(1) α-Fe 与 γ-Fe 的原子半径及致密度；(2) 1mm 3 Cu 的原子数。
金属的晶体结构1、金属的晶体结构在固态中，金属原子以有序和规则的方式排列。
晶体有规则的原子排列，主要是由于各原子之间的相互吸引力与排斥力相平衡。
晶体特征：（1）熔点固定，（2）原子呈规则排列，宏观断口有一定形态且不光滑（3）各向异性，由于晶体在不同方向上原子排列的密度不同，所以晶体在不同方向的表现也不同。
三种常见的晶格及分析（1）体心立方晶格：铬、钒、钨、钼、α-fe。
1/8*8+1=2个原子（2）面心立方晶格：铝，铜，铅，银，γ-fe。
1/8*8+1/2*6=4个原子（3）密排六边形晶格：镁、锌。
六个原子？用来描述晶体中原子排列的空间晶格称为晶格体心立方晶格面心立方晶格密排六边形晶格2、金属的结晶结晶的概念：金属材料通常需要熔化和铸造，并经历从液态到固态的凝固过程。
金属从不规则排列的原子液体转变为规则排列的固体的过程称为结晶。
结晶过程：不断产生晶核和晶核长大的过程冷却曲线：过冷现象：事实上，冷却速度更快。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差，过冷度。
金属结晶后晶粒大小一般来说，晶粒越细，材料的强度和硬度越高，塑性韧性越好。
为了提高金属的力学性能，必须控制金属结晶后的晶粒尺寸。
细化晶粒的根本途径是控制成核速率和生长速率。
晶粒细化方法：（1）增大过冷度，增加晶核数量（2）添加非熔融材料作为人工晶核（3）机械振动、超声波振动和电磁振动黄金缺陷：金俨牧弦匀庋塾^察其外表似乎是完美的；h不然，金倬w含有s多缺陷，@些缺陷可分辄c缺陷、缺陷及面缺陷。
@些缺陷金俨牧系男再|有很重要的影。
C）缺陷：金僮詈涡问降狞c缺陷就是空孔空穴是最大的涡度缺陷，原子在Y晶格位置消失置代原子缺陷：缺陷通常通过Q项覆盖钆（位置）。
差分a行的塑性形状主要为c金，CC加工R为p；也就是说，靠苄基屠宰的黄金量越大，排得越差。
面缺陷金丽娜碧影学校和九龙村＝Gougui（Q晶界）和B差等。
金倬w缺陷金属晶体的这些缺陷会引起晶格畸变，提高金属的抗塑性变形能力，从而提高金属的强度。
