第三节金属晶体讲解.ppt

A1、A3型堆积小结 同一层中球间有三角形空隙，平均每个球摊列2个空隙。第二层一个密堆积层中的突出部分正好处于第一层的空隙即凹陷处，第二层的密堆积方式也只有一种，但这两层形成的空隙分成两种 A1、A3型堆积的比较 以上两种最密堆积方式，每个球的配位数为12。 有相同的堆积密度和空间利用率(或堆积系数)，即球体积与整个堆积体积之比。均为74.05%。 空隙数目和大小也相同，N个球（半径R）；2N个四面体空隙，可容纳半径为0.225R的小球；N个八面体空隙，可容纳半径为0.414R的小球。 A1、A3的密堆积方向不同： A1：立方体的体对角线方向，共4条，故有4个密堆积方向（111）（ 11）（1 1）（11 ），易向不同方向滑动，而具有良好的延展性。如Cu. A3：只有一个方向，即六方晶胞的C轴方向，延展性差，较脆，如Mg. 四、晶胞 空间点阵必可选择3个不相平行的连结相邻两个点阵点的单位矢量a，b，c，它们将点阵划分成并置的平行六面体单位，称为点阵单位。相应地，按照晶体结构的周期性划分所得的平行六面体单位称为晶胞。矢量a，b，c的长度a，b，c及其相互间的夹角α，β，γ称为点阵参数或晶胞参数。 晶胞是充分反映晶体对称性的基本结构单位。胞晶在三维空间有规则地重复排列组成了晶体。 晶胞结构图 晶胞知识要点 晶胞一定是一个平行六面体，其三边长度a,b,c不一定相等，也不一定垂直。 并置堆砌 整个晶体就是由晶胞周期性的在三维空间并置堆砌而成的。 晶胞中质点个数的计算 五、晶系 根据晶体的对称性，按有无某种特征对称元素为标准，将晶体分成7个晶系： 1. 立方晶系(c)：在立方晶胞4个方向体对角线上 均有三重旋转轴(a=b=c, α=β=γ=90o) 2. 六方晶系(h)：有1个六重对称轴 (a=b, α=β= 90o, γ=120o) 3. 四方晶系(t)：有1个四重对称轴(a=b, α=β=γ=90o) 4. 三方晶系(h)：有1个三重对称轴(a=b, α=β=90o, γ=120o) 5. 正交晶系(o)：有3个互相垂直的二重对称轴或2个互相垂直的对称面(α=β=γ=90o) 6. 单斜晶系(m)：有1个二重对称轴或对称面(α=γ=90o) 7. 三斜晶系(a)：没有特征对称元素 六、晶体结构的表达及应用 一般晶体结构需给出： 晶系； 晶胞参数； 晶胞中所包含的原子或分子数Z； 特征原子的坐标。 七、密度计算 晶体结构的基本重复单位是晶胞，只要将一个晶胞的结构剖析透彻，整个晶体结构也就掌握了。 利用晶胞参数可计算晶胞体积(V)，根据相对分子质量(M)、晶胞中分子数(Z)和Avogadro常数N，可计算晶体的密度? ： 立方 Cubic a=b=c, ?=?=?=90° 四方 Tetragonal a=b?c, ?=?=?=90° 正交 Rhombic a?b?c, ?=?=?=90° 三方 Rhombohedral a=b=c, ?=?=??90° a=b?c, ?=?=90° ?=120° 六方 Hexagonal a=b?c, ?=?=90°, ?=120° 单斜 Monoclinic a?b?c ?=?=90°, ??90° 三斜 Triclinic a?b?c ?=?=?=90° 第五讲： 点阵与晶胞 主要内容包括： 1. 点阵概述 2. 晶胞及晶胞的两个基本要素 3. 晶体的特性与晶体的缺陷 4. 七个晶系和十四种布拉维格子 晶体概述 固态物质按其组成粒子(分子、原子或离子等) 在空间排列是否长程有序分成晶体和无定形体两 类。所谓长程有序是指组成固态物质的粒子在空 间按一定方式周期性的重复排列。自然界有许许 多多的晶体, 如食盐、冰糖、明矾、蓝色的硫酸 铜、洁白的小雪花、灿烂夺目的金刚石……都是 晶体; 许多合成药物、合成材料等也都以晶体存 在, 因此研究晶体结构十分重要。 一、点阵概述 (1)点阵概念: a 点阵点：对于周期性排列的重复单位, 可以抽 象出没有大小、没有质量、不可分辨的点, 这 些点就是点阵点。点阵点的具体内容称为结 构基元。 按连结其中任意两点的向量平移后能够 复原的一组点就是点阵。点阵必须具备三个 条件：①点阵点必须无穷多;②每个点阵点都 处于相同的环境;③