材料制备新技术(许春香)__第六章_准晶材料制备技术

6.1.２ 准晶的结构 ６.１.２.2 准晶结构特征
6.1.２ 准晶的结构 ６.１.２.2 准晶结构特征 由两种三维模型拼砌而成，构成二十面对称的准晶相。
准晶的结构既不同于非晶态材料，也不同于传统的晶态材料； 不具有平移对称性，却具有旋转对称性。
与晶体材料相比，准晶材料具有： 较低密度和熔点；高的比热容和异常高的电阻率、低的热导 率和电阻温度系数。
6.1.3 准晶材料特性 ６.１.3.1 传输ห้องสมุดไป่ตู้性 在准晶材料所有的物理性能中，电子传输特性是最特殊 也是最重要的。
a）导电特性： 1. 相对于普通的金属间化合物，准晶材料的电阻率异常的高； 2. 准晶材料的电阻率随温度的升高而下降，即负的温度系数； 3. 电阻率对准晶合金成分和结构完整度十分敏感； 4. 二维的10次准晶，其周期方向的电阻率比准周期方向的电阻 率要小75%~95%，显示出很强的各向异性。
6. 3 准晶的分类 至今已发现进200种成分的准晶，其中有70余种是热力 学上稳定的。 在这些准晶中，有96种（其中47种是稳定的）二十面准 晶，65中（其中26种是稳定的）10次准晶。 6.3.1 按照准晶热力学稳定性分类 （1）亚稳准晶； （2）稳定准晶。
6.3.2 按照物理周期性的维数分类 （1）三维准晶 （2）二维准晶 （3）一维准晶
第6章 准晶材料制备技术
【学习目的与要求】
准晶态是介于具有长程序的晶态与只有短程序的非晶态 之间的一种新的物质态，它具有许多独特的优异特性。 通过对本章的学习，能够使学生全面系统地了解准晶的 发现过程、结构、系能特点和应用前景；掌握三维准晶、 二维准晶和一维准晶的类型及其组织特征；了解准晶材 料的常用制备方法和应用。
a) 氧化行为特性： b)不粘特性； c)摩擦特性。
6.1.3 准晶材料特性 6.1.3.3 弥散强化特性 准晶强化基体材料两种方式： （1）固态反应，高温强化相析出； （2）粉末冶金，高温挤压成型 6.1.3.4 贮氢特性 6.1.3.5 光学特性 6.1.3.6 高温塑性
6. 2 准晶的形成机理 ６.2.1 加和原则和相似性原则 1） 加和原则：母合金按比例相加，配置成新的合金； 2） 相似性原则： 能通过快凝形成非晶态合金（即含有大量短程序二十面 体原子团） 或某一平衡相的晶体结构与要合成的非晶相结构接近。
Al-14Mn合金 电子衍射图 透射电镜（ＴＥＭ）
新物质态称为二十面体玻璃。具 有二十面体对称性。
５个、１０个或２０个同样晶体 并列在一起的孪晶。
6.1.２ 准晶的结构 ６.１.２.１ 准晶结构的确定 １９７４年，英国数学家Ｐｅｎｒｏｓｅ设计出一种准周期拼图； ２０世纪８０年代初，晶体学家Levine、Shechtman和Penrose 将拼图引入晶体学，获得了5次对称的傅里叶变换图谱。
6.1 准晶概述 晶体：是由原子（或离子、分子）在三维空间做有规则的 周期性重复排列构成的固体物质，因此晶体具有三维空间 的周期性。 晶体中原子（或离子、分子）这种规则排列的方式即为晶 体的结构。
1850年，布拉维（Bravais） 总结出7种晶系，14种布拉维格子。 32种点群，230中空间群。
1850年，布拉维（Bravais） 总结出7种晶系，14种布拉维格子。 32种点群，230中空间群。
晶体旋转对称只能有1次、2次、3次、4次和6次。
（其中，1次旋转对称指晶体绕对称轴旋转1周后复原，即无旋转。)
5次及6次以上旋 转对称图形不可能 将空间完全铺满
6.1.1 准晶的发现 1984年，美国科学家D. Shechtman等研究用急冷凝固方法 是较多的Cr, Mn和Fe等合金元素固溶于Al中，以期待得到 高强度的铝合金。 在极冷Al-Mn合金中发现一种奇特的具有金属性质的相。
b) 热传导特性： 1）热导率低；（比普通铝合金低2个数量级，可做隔热材料） 2）热阻值随温度升高而下降； 3）准晶样品的质量越好，结构越完善，其导热性能就越差。
6.1.3 准晶材料特性 ６.１.3.1 传输特性 c）光传导特性： 1. 与普通的金属材料相比，结构完好的准晶样品，在较低的频 率范围内，光导率很小； 2. 二维的准晶材料中，光导率对其结构的各向异性很敏感。 6.1.3.2 表面特性： 表面性能主要有表层的化学成分和原子排列方式所决定。由于 准晶表面结构比较独特，表面行为如氧化，润湿和摩擦行为不 同。