上海交大材料科学基础课件 第二章 固体结构.pdf
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第二章 固体结构 (Solid Structure)
气态(gas state)
物质(substance)液态(liquid state)
晶体(crystal)
固态(solid state)
非晶体(amorphous solid)
金的AFM 照片
※ 1晶体学基础
(Basis Fundamentals of crystallography )
晶体结构的基本特征:原子 (或分子、离子)在三维空间
呈周期性重复排列 (periodic repeated array ),
即存在长程有序 (long-range order )
性能上两大特点: 固定的熔点 (melting point ),
各向异性 (anisotropy )
一、晶体的空间点阵 (Space lattice )
1. 空间点阵的概念
将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点 (阵点 lattice point ),
即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列
— 空间点阵 (space lattice )
特征:每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境 (surrounding)
2.晶胞 (Unite cells )
代表性的基本单元 (最小平行六面体)small repeat entities
选取晶胞的原则:
Ⅰ)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性;
Ⅱ)平行六面体内的棱和角相等的数目应最多;
Ⅲ)当平行六面体的棱角存在直角时,直角的数目应最多;
Ⅳ)在满足上条件,晶胞应具有最小的体积。
a,b,c 棱边长(点阵常数lattice parameter )
描述晶胞 或用点阵矢量a,b,c
α,β,γ晶轴间的夹角
阵点 r =ua+vb+wc 体积V=a ⋅(b×c)
uvw
简单晶胞 (初级晶胞):只有在平行六面体每个顶角上有一阵点
复杂晶胞: 除在顶角外,在体心、面心或底心上有阵点
3.晶系与布拉菲点阵 (Crystal System and Bravais Lattice )
七个晶系,14个布拉菲点阵
晶系 布拉菲点阵 晶系 布拉菲点
阵
三斜Triclinic 简单三斜 六方 Hexagonal 简单六方
a≠b≠c ,α≠β≠γ a =a =a ≠c,α=β=90º ,
1 2 3
γ=120º
单斜 Monoclinic 简单单斜 菱方 Rhombohedral 简单菱方
a≠b≠c, α=γ=90º ≠β 底心单斜 a=b=c, α=β=γ≠90º
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