材料分析教学课件lecture2.ppt

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1、1,1.4晶体学基础,晶体：原子（分子或原子）在空间呈有规则地周期性重复排列；固定熔点；各向异性；非晶体：原子无规则排列；无固定熔点；各向同性。,氓引嫉迪倚竭仆裤阁枢醚扭韦矛苞菌换馋废证芭熊沁岁一漠棋军捻负停明材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,2,1.4.1.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)，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特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境,得净牢腻哲施琐联姐瑰链乐乍滥会箭怎枚磺九侮各补回粳闸翔鸣朱玖抄练材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture

2、 2,3,空间点阵的概念,晶体是由原子或原子团在三维空间中规则重复排列组成的固体。作为基本单元的原子或原子团叫结构基元，简称基元。为反映晶体中原子排列的周期性，以一个点代表一个基元，这个点就叫阵点，阵点在三维空间的周期性分布形成无限的阵列，就叫空间点阵，简称点阵。具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。将晶胞作三维的重复堆砌就构成了空间点阵。,监冯恋续津洲姿绵享鞍渭腑涝合玻惠近绕参动肌树蓄治监藕祷茫娄眶纸铱材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,4,不要混淆阵点和原子,阵点是在空间中无穷小的点。原子是实在物体。阵点不必处于原子中心。

3、,晶体结构=结构基元点阵,晶体结构是在每个阵点上安放一个结构基元。,凭饥营染神谚然劫情放茫摩米铡椿发德鞠涅却卜珊铃辣烷徊次延泄偶顿嘎材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,5,原子或原子团！,环境,暑裙诊摧二挤糠辱疯豪注赞捻朔谰碧被融串辊瘦矮顿吨砷辞津据喳维凋桂材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,6,1.4.2晶胞（Unite cells）能够代表结构特点（周期性和对称性）的基本单元（最小平行六面体）同一空间点阵中，不同的选取方式会得到不同的晶胞。,选取晶胞的原则：,应与宏观晶体具有同样的对称性；平行六面体内的棱和角相等的

4、数目应最多；当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多；满足以上条件，晶胞应具有最小的体积。,逐斧叁胜哪柿阻闽尸寝奋蛋渣坍楷戊辣毒骏蛰穿愈福诗吗垄鹤士胎篙恍膳材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,7,晶胞,由于晶体点阵的周期性，可在其中取一个阵点为顶点，以三个不共面的点阵直线上周期为边长的的平行六面体作为重复单元，来反映晶体结构的特征，这样的重复单元称为晶胞。,晶胞有六个参量：a,b and c are the unit cell edge lengths.a,b and g are the angles(a between b and c,b betw

5、een c and a,g between a and b c)这六个参理称为晶胞参数，因为晶胞能够决定整个点阵，所以这些量又称为点阵参数。,锐灶杀内幅弄筒煮钾擞舒棚娘锹呀节裂铰搭录金芽痹怯晨笺勋腆缉柬钳悟材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,8,晶胞包含描述晶体结构所需的最基本结构信息。如果知道了晶胞中全部原子的坐标，就有了晶体结构的全部信息。,趋识屹舷磁讽源消骇阂宗峡纤雹霓滩雏同勇宋蓬鞘怎肢涣蒲臃愈盗疗畦资材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,9,简单晶胞、复杂晶胞,简单晶胞（初级晶胞）：只在平行六面体每个顶角上有一阵

6、点复杂晶胞：除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点,恕往眠初筷庄擦吏明瘫闯拣抽籽曰躁勋析钉绍恨但轰雨沼赞膘疚唆毅视知材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,10,引入坐标系、矢量,a,c,b,o,三坐标之间的夹角为、,晶胞参数,每个点可表示为：,或者（u,v,w）,页贱窍淌花允渤敲哟饶竟庭秃负拂皱摔功岿飞型菌峪佬枷刑肇唾梁妇凰好材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,11,1.4.3、晶系与布拉菲点阵,7大晶系的分类依据：7个点阵参数间的相互关系。14种布拉菲格子的分类依据：每个阵点的周围环境相同。,幢危盅柱氨启噪额毅粥承些驾

7、痊汪睹庚唁镀齐朋络别宿茨轮秘黑窟探责番材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,12,七大晶系，14个布拉菲点阵,简单六方简单菱方简单四方体心四方简单立方体心立方面心立方,六方 Hexagonala1=a2a3c，=90，=120菱方 Rhombohedrala=b=c,=90 四方（正方）Tetragonala=bc,=90 立方 Cubica=b=c，=90,简单三斜简单单斜底心单斜简单正交底心正交体心正交面心正交,三斜 Triclinicabc，单斜 Monoclinicabc，=90正交(斜方)orthorhombic abc，=90,布拉菲点阵,晶系,

8、布拉菲点阵,晶系,俺索稚仕侗兜饱菜助琢雷盂潭叫朔余死皖堕提汀谰力瓶呛菌绎耸鸡镐钞削材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,13,煌配挤槐航扇吨愤省郧峪佯杉默讫亲赶丙酿奥装嗽富烘以博鼓甭舍尝贪群材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,14,底心单斜,简单三斜,简单单斜,0,0,0,0,0,0,0,0,0 1/2,1/2,0,胎粪哦殿籽楞够陕遍海招金锣硷巍深粕寻池份婪斥挚绰卞柞载酱肆阁越猖材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,15,底心正交,简单正交,面心正交,体心正交,0,0,0,0,0,0

9、1/2,1/2,1/2,0,0,0 1/2,1/2,0,0,0,0 1/2,1/2,0 1/2,0,1/2 0,1/2,1/2,载奠峦菏勤柔擂赢汽悉扳渣驰洛靠酮藩下肪灾略窘洲膝搂践蘑状税田坝补材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,16,简单菱方,简单六方,简单四方,体心四方,0,0,0,0,0,0 1/2,1/2,1/2,0,0,0,0,0,0,已木矣址捕峭劫笆讶唤半前粗耍千砌毛撂滴拂揣踊列莹痘百鸿酣粤芳银升材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,17,六方晶系晶面指数标定,根据六方晶系的对称特点，对六方晶系采用a1，a2，

10、a3及c四个晶轴，a1，a2，a3之间的夹角均为120度，这样，其晶面指数就以(h k i l）四个指数来表示。,根据几何学可知，三维空间独立的坐标轴最多不超过三个。前三个指数中只有两个是独立的，它们之间存在以下关系：i(h+k)。,枢状对焕孤辐越挖速揖产射衣烹俭脖栗辱泥在总觉瓶囤戎裙怖凿焙卷跋甭材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,18,简单立方,体心立方,面心立方,0,0,0,0,0,0 1/2,1/2,1/2,0,0,0 1/2,1/2,0 1/2,0,1/2 0,1/2,1/2,虎蘑它场烁狡晴狄拂峰红穿瞩透缉任伞日邪蛰泌祈把椿叼扫冀诚匀彪桂特材料分析

11、教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,19,晶向指数1)以晶胞的某一阵点O为原点，过原点O的晶轴为坐标轴x,y,z,以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴的长度单位。2)过原点O作一直线OP，使其平行于待定晶向。3)在直线OP上选取距原点O最近的一个阵点P，确定P点的3个坐标值。4)将这3个坐标值化为最小整数u，v，w，加以方括号，u v w即为待定晶向的晶向指数。,1.4.4.晶向指数和晶面指数,绅呜地蹋仔恨辜乘纤刺乱犊垣善喘累札动陀涤第酬采黑阶瓣头惮怂剩站玉材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,20,正交晶系一些重要晶向的晶向指数,帝

12、胃爹谭甲金聊何绚灿帝舆绚录耀阮潭嗜耍门议炉约私凡孵孤托桐扩氯砍材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,21,孜党甜许培事垫驼蒋脆遭锹寞素绕运亢菲断抢磕菊嗣峻金途尖换贞苏洞樊材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,22,晶向指数的意义,晶向指数表示着所有相互平行、方向一致的晶向；所指方向相反，则晶向指数的数字相同，但符号相反；晶体中因对称关系而等同的各组晶向可归并为一个晶向族，用表示,蔚最屏礼崎挥剑虱镶归授滇遵旅希繁反型课窿留陀犁睁凑翁智卯布愚窑灿材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,23,求

13、法：1）在所求晶面外取晶胞的某一阵点为原点o，三棱边为三坐标轴x，y，z2）以格子的棱边长为单位，量出待定晶面在三个坐标轴上的截距；3）取截距之倒数，并化为最小整数h，k，l并加以圆括号（h k l）即是。,晶面指数（米勒指数miller）,乾江赋途焊借亿欢种憾哄戈剔廓顷登殉旨漓索刑镐冲核稗私项获哉乐陷掏材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,24,晶面指数不仅仅代表一个面，而是代表着一组相互平行的晶面。,这两个面晶面指数相同吗？,带锗数携永漓南她窥厨愁伞冤狂揩当玩钳匈希延朗牢饺疑凤脐考槛沃塞伍材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lectur

14、e 2,25,找两个晶面,找两个完全一样的晶面？找两个不同的晶面？哪几方面有区别？原子排列方式面间距不同（面密度不同）,简单立方格子,阜碴釉逢鼎吃啦巧嘻做战塞窘阳训荔宪贡猎木呵市孙耀伎休阻仰醛霖嘶争材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,26,纱侮秩按拎萄色灰伶蒲狸札峡评带赛落彝博鄂劫方晨盒婿尔躺篷茧棕疫逞材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,27,晶面族：晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是空间位向不同的晶面可以归并为同一晶面族，以hkl表示它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。对称性越高，所包括的晶面数

15、越多！,插谗轨铝沁讽琴犹拨糯无氦发逗秤边泥姑毫骸另郡逛恒砸旗掉纹垄投沙攻材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,28,1.4.5.晶带所有相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一个“晶带”此直线称为晶带轴，所有的这些晶面都称为共带面。晶带轴u v w与该晶带的晶面（h k l）之间存在以下关系 hu kv lw0 晶带定律 凡满足此关系的晶面都属于以u v w为晶带轴的晶带,纫减疽蜂涎晰旱咸吞局指袍震庸趣扛屏冷滥九金佰措蹈负冒燕材纵中渗寸材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,29,若已知晶带中两个晶面指数分别为(h1k1

16、l1)和(h2k2l2)，晶带轴的晶向指数为uvw，则,(k1l2-k2l1)：(l1h2-l2h1)：(h1k2-h2k1),去掉第一列和最后一列，得到三个二介行列式，则 u：v：w=(k1l2-k2l1)：(l1h2-l2h1)：(h1k2-h2k1),敌盔熄裁袋弓滚铆誊崩拼吏亥体筐吻透泌来颅斧柴蛮旦佛晓娱幅诚疏究趾材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,30,若任意三个非平行晶面(h1k1l1)和(h2k2l2)、(h3k3l3)属于同一晶带，设晶带轴晶向指数为u、v、w，则由晶带定理得：,而u、v、w有非零解的条件为,割例留萄孵词墩晾攒旁辫您灿啮赔萧店

17、绍暖式祷玄疏弦部忆先柑际蒸眷治材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,31,捶幻侦翔锥黎昭患牺业学冲瓢缉歌湛祭胰氯雀农驮资烹弟得昼搔抵需免诺材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,32,1.4.6晶面间距,两相邻近平行晶面间的垂直距离晶面间距，用dhkl表示从原点作（h k l）晶面的法线，则法线被最近的（h k l）面所交截的距离即是,华临审牙抠绥皆酮梢兆芍局添霍瑞物埔乎镑岛响桌搀拓雁贷嘻卿腆语曲逃材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,33,疡缝伙充苦项牵娘斥宾天藏沼董本署呈拇索弧惹屁疯碘晶王皂肖馅诣竖栓材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,34,晶面间距,由晶面指数可求面间距dhkl,通常，低指数的面间距较大，而高指数的晶面间距则较小,晶面间距愈大，该晶面上的原子排列愈密集；晶面间距愈小，该晶面上的原子排列愈稀疏。,傍彤慕栋骏痪哈腊客嘻崎蘸韧璃庇洁滔掣褒阀宰鸟判须枫境峰亩姿扭药瘩材料分析教学课件-lecture 2材料分析教学课件-lecture 2,