《chpt固体结构》PPT课件

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1、材料科学与工程学院SchoolofMaterialScience&Engineering二〇一〇年二月固体结构（SolidStructure）教学目的与要求熟悉空间点阵和晶胞、晶体的对称性、典型的金属晶体结构、离子晶体结构；熟悉掌握晶向指数和晶面指数的标定教学内容晶体学基础、金属的晶体结构、金属的相结构、离子晶体结构、共价晶体结构、非晶态结构教学重点离子晶体结构、金属的晶体结构和金属的相结构教学难点晶体的空间点阵和晶向指数和晶面指数表达方法教学课时10课时固体结构(SolidStructure)气态（gasstate）液态（li

2、quidstate）固态（solidstate）物质（substance）晶体（crystal）非晶体（amorphoussolid）晶体：指原子或分子在三维空间按一定规律作用周期性排列的固体非晶体：指原子或分子在三维空间无规则排列的固体原子排列在决定固态材料组织和性能中起着重要的作用。研究固态物质内部结构，即原子排列和分布规律是了解掌握材料性能的基础，以从内部找到改善和发展新材料的途径。晶体结构的基本特征：长程有序(long-rangeorder)与非态物质在性能上的区别：晶体熔化时具有固定熔点(meltingpoint)，

3、而非晶体存在一个软化温度；晶体具有各向异性(anisotropy)，而非晶体却为各向同性。2.1晶体学基础(BasisFundamentalsofcrystallography)2.1.1空间点阵(Spacelattice)和晶胞(Unitecells)阵点：将晶体结构中每个质点抽象为空间的几何点空间点阵：在三维空间规则排列的阵列空间格子：用许多平行的直线将阵点连接构成的三维几何格架晶胞：点阵中具有代表性的基本单元(平行六面体)选取晶胞的原则晶胞参数选取晶胞的原则：1）选取的平行六面体应反应出点阵的最高对称型；2）平行六面体内的

4、棱和角相等的数目最多；3）当平行六面体的棱边夹角存在直角时，直角数目应最多；4）在满足上述条件的情况下，晶胞应具有最小的体积。晶系点阵常数举例三斜a≠b≠c，α≠β≠γ≠90oK2CrO7单斜a≠b≠c，α=γ=90o≠ββ-S，CaSO4•2H2O正交a≠b≠c，α=β=γ=90oα-S，Ga，Fe3C三方a=b=c，α=β=γ≠90oAs，Sb，Bi四方a=b≠c，α=β=γ=90oβ-Sn，TiO2六方a=b≠c，α=β=90o，γ=120oZn，Cd，Mg，NiAs立方a=b=c，α=β=γ=90oFe，Cr，Cu，Ag

5、，Au晶胞参数(Latticeparameters)：用平行六面体的三条棱边的边长a、b、c，及棱的夹角α、β、γ六个参数。根据晶胞参数间的相互关系，可将全部空间点阵归属于七个晶系。单位平行六面体中结点的分布原始格子底心格子体心格子面心格子布喇菲格子(BravaisLattice)原始格子P：结点分布于角顶，三方菱面体格子用R表示；底心格子C：结点分布于角顶和一对面的面心。对(100)或(010)面中心的结点，用A和B表示，称侧面心格子，或称A格子，B格子；体心格子I：结点分布于角顶和体中心；面心格子F：结点分布于角顶和各面的中

6、心。布喇菲格子(BravaisLattice)晶系布拉菲点阵晶系布拉菲点阵三斜(Triclinic)a≠b≠c，α≠β≠γ简单三斜六方(Hexagonal)a1＝a2＝a3≠c，α＝β＝90º，γ＝120º简单六方单斜(Monoclinic)a≠b≠c，α＝γ＝90º≠β简单单斜底心单斜菱方(Rhombohedral)a＝b＝c,α＝β＝γ≠90º简单菱方四方(Tetragonal)a＝b≠c,α＝β＝γ＝90º简单四方体心四方正交(orthorhombic)a≠b≠c，α＝β＝γ＝90º简单正交底心正交体心正交面心正交立方(C

7、ubic)a＝b＝c，α＝β＝γ＝90º简单立方体心立方面心立方简单四方体心四方简单正交体心正交简单立方体心立方面心立方abcaacaacabcaaaaaaaaa十四种布喇菲格子底心正交面心正交菱形六方简单单斜底心单斜三斜abcabcaac120oaaaabcabcabc几点说明：1）简单六方点阵的单位平行六面体往往不容易看出点阵中存在六次旋转轴，画一个包含三个单位平行六面体的六方柱体图形就可以显示出这个对称关系，如图。但必须注意，不要把右图就看成是一个单位平行六面体了。2）怎么没有四方底心点阵呢？从下图可以看出，四方底心点阵可

8、以看成是虚线所示的简单四方的排列，而且，虚线所示的简单四方更符合第三条原则，因此底心四方不能单独成为一种点阵，其它情况是类似的。3）在底心、体心和面心点阵的单位平行六面体内都包含了一个以上的结点。为什么要有不止一个结构单元所组成的单位平行六面体来反映晶体的特征呢