准晶、准晶凝固及其在材料工程上的应用(一)
凝固科学在材料工程中的应用前景
凝固科学在材料工程中的应用前景凝固科学是研究材料在高温下从液态向固态转变的学科，是现代材料工程中非常重要的一个研究领域。
凝固过程对材料的内部结构、组织性能、功能性能等都有着重要影响，因此凝固科学的应用前景在材料工程领域具有巨大的潜力。
首先，凝固科学在金属材料工程方面有着广泛的应用。
金属材料是工程领域中最重要的材料之一，而其内部结构和组织则对材料的性能起着关键作用。
凝固过程是金属材料形成的关键过程之一，控制凝固方式和条件可以有效调控金属材料的晶粒大小、形状、有序度等特性，从而影响材料的强度、塑性、导电性等性能。
例如，通过控制凝固速度，可以得到细小的晶粒，从而提高金属材料的强度和韧性。
此外，凝固科学还可以帮助优化金属非均匀成分的分布，提高材料的化学稳定性和耐腐蚀性。
因此，凝固科学在金属材料的合金设计、熔融态复合材料的制备、高强度金属材料的开发等方面具有重要应用前景。
其次，凝固科学在半导体材料工程方面也有着广泛的应用。
半导体材料是现代电子技术的重要基础材料，而其电子结构和能带结构则决定了半导体材料的导电性、光电性等特性。
凝固科学可以通过控制凝固速度和凝固方式，调控半导体材料的晶粒大小和晶面取向，从而优化半导体材料的晶体缺陷和界面特性，提高材料的电子迁移率、光电转换效率等关键性能指标。
此外，凝固科学还可以通过控制凝固过程中添加剂的溶解度和分配系数，调整杂质、掺杂物在半导体材料中的分布和浓度，实现对电学和光学性能的调控，为半导体材料的器件应用提供基础。
因此，凝固科学在半导体材料的制备、器件性能的提升等方面具有广阔的应用前景。
此外，凝固科学还在新材料研究和创新中扮演着重要角色。
随着科学技术的不断发展，人们对新型材料的需求越来越迫切。
凝固科学可以通过调控凝固过程中的凝固速度、温度场、界面相互作用等因素，实现对新材料内部结构和组织的精确设计和控制，从而获得具有特定性质和功能的新材料。
例如，通过调控凝固过程中的温度和溶剂含量，可以制备出具有高度有序排列结构和多孔性的材料，从而实现了高效的吸附和催化性能。
准晶体_精品文档
准晶体摘要：准晶体是一种具有有序但不具备传统晶体完全周期性重复结构的材料。
本文将介绍准晶体的基本概念、发现历史、晶体学特征、结构特点以及其在材料科学领域的应用等方面。
通过对准晶体的深入研究，我们可以更好地了解这种材料的特殊性质，从而为今后的材料设计与合成提供更多可能性。
1. 引言准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的特殊材料，其结构既具有一定的有序性，又存在非晶体所特有的无规则局部结构。
准晶体的发现给传统晶体学观念带来了很大的冲击，使得人们重新审视晶体结构的多样性和复杂性。
2. 发现历史准晶体的发现可以追溯到20世纪70年代初。
当时，关于准晶体存在的猜测和研究已经逐渐增多，但直到1975年才有科学家首次成功合成出了一种具有五重旋转对称性的准晶体。
这个发现引起了极大的轰动，并引发了整个科学界对准晶体的深入研究。
3. 晶体学特征准晶体的晶体学特征与传统晶体存在一定的差别。
准晶体的晶胞通常具有五重旋转对称性，而不是晶胞中心对称或其他常见的对称性。
此外，准晶体的点阵常数通常不是整数，这也是准晶体与普通晶体的一个显著区别。
4. 结构特点准晶体的结构特点是其与传统晶体最大的不同之处。
准晶体的结构在宏观上呈现出高度有序的态势，但在微观上却存在着一些局部无规则的结构。
这种具有非晶体特点的局部结构是准晶体与普通晶体的本质区别。
5. 应用与前景准晶体具有独特的结构和性质，将为材料科学领域带来许多新的应用与前景。
准晶体在催化剂、材料增强、信息存储、光学器件等方面都有着广泛的应用。
未来，通过对准晶体的深入研究，我们可以更好地利用准晶体的特性，实现更高效、更可靠的新型材料的开发与制备。
6. 结论准晶体作为一种介于晶体与非晶体之间的特殊材料，其结构和性质的研究具有重要的科学意义和应用价值。
通过对准晶体的深入研究，我们可以更深入地了解准晶体的结构特点，为今后的材料设计与合成提供更多的可能性。
相信在不久的将来，准晶体将在材料科学领域发挥着重要的作用。
准晶体的发展及其应用
3）热性能：准晶体的热性能一般不高，即它的导热系数K很小， 且与温度密切有关。
4）准晶都很脆，将它作为结构材料使用尚无前景、准晶的特殊结 构对其物理性能有明显的影响。
5）准晶的密度低于其晶态时的密度，这是由于其原子排列的规则 性不及晶态严密，但其密度高于非晶态，说明其周期性排列仍是较密 集的。
04Part four 准晶体的制备
如何制备准晶体
除了少数准晶为稳态相之外，大多数准晶相均属 于亚稳态产物，它们主要通过快冷方法形成，此外经 离子注入混合或气相沉积等途径也能形成准晶。准晶 的形成过程包括形核和生长两个过程，故采用快冷方 法时其冷却速度要适当控制。
制备方法：定向凝固法、自熔体法、深过冷快速凝固 法。
钬-镁-锌十二面体准晶
Penrose拼图。可以看到平面中仅由 宽窄两种菱形构成，中间的球也由这 两种菱形构成
谢谢您 聆听
三维物理空间的材料，其中的原子有二维是准周期分布的，另外一维是 周期分布的。实验上发现，二维准晶有十次准晶、十二次准晶、八次准晶、 和五次准晶四类。 三、三维准晶
三维物理空间的材料，其中的原子在三维上都想准周期分布的。实验上已 经发现的三维准晶有二十面体和立方准晶两大类。
准晶体的性质
3）理论上的准晶体应有下述一些性质：均一性、各向异性、对 称性、自限性、最小内能性、稳定性
准晶体的发展及其应用
准晶体的定义
准晶体
亦称为“准晶”或“拟晶”，是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构。 在准晶的原子排列中，其结构是长程有序的，这一点和晶体相似；但是准晶 不具备平移对称性，这一点又和晶体不同。普通晶体具有的是二次、三次、 四次或六次旋转对称性，但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性，例如 五次对称性或者更高的六次以上对称性。
准晶体的发现与应用
准晶体的发现与应用周宸材料科学与工程2009051005 2011-12-132011年的诺贝尔化学奖公布之后，科学界“天本地裂”。
来自以色列的科学家丹尼尔·舍特曼因发现准晶体而获奖。
准晶体颠覆了常年来的权威，打破了晶体学固有的格局。
所以，我对准晶体很感兴趣，于是查找了许多文献资料。
准晶体的定义是，物质的构成由其原子排列特点而定。
原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。
准晶具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。
1982年，海法市以色列理工学院的丹尼尔•谢赫特曼（Daniel Shechtman）发现，一种铝锰合金好像具有五重对称性，也就是说，当其中的原子形成的图案旋转五分之一周（72度）时，图案看起来基本上是相同的。
其他研究人员都嘲笑该发现，因为当时这种排列被认为在数学上是不可能做到的。
然而，科学家们最终认识到，通过自身的排列，图案达到几乎重复但永远也不能重复时，固体中的原子可以得到这样的对称，变成“准晶体”。
先来讲一下为什么准晶体一直不被认为存在。
就像孩子们的简单游戏所证明的那样，该解释对晶体可能拥有的对称性提出了限制。
假如你想通过排列一模一样的瓷砖来铺盖桌面，利用重复的三角形瓷砖可以完成这项含有技巧的任务，所以有可能制造出具有三重对称性的晶体；利用四边形和六边形瓷砖也可以完成这项任务，因此也可以制造出四重和六重对称性的晶体。
但是，利用五边形瓷砖无法完成这项任务，因为瓷砖之间总会有空隙。
于是，不可能存在具有可重复排列的五重对称性晶体。
因此，准晶体难以存在。
但是，科学家可以这样做。
1982年4月8日上午，在马里兰州盖瑟斯堡市国家标准与技术研究院工作期间，谢赫特曼取了铝锰合金样品，为了防止结晶，他事先将样品速冻，并向其中发射了电子束。
如果这种材料中存在有序排列的原子，电子就会通过原子的表面衍射出来，并且以特定的角度显现出探测器可以辨认的图案。
快速凝固技术概述
快速凝固技术国内外发展及其应用1.快速凝固技术国内外发展随着对金属凝固技术的重视和深入研究，形成了许多种控制凝固组织的方法，其中快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段，同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域。
快速凝固的概念和技术源于20世纪60年代初Duwez等人的研究，他们发现某些共晶合金在平衡条件下本应生成双相混合物，但当液态合金以足够快的冷却速度凝固合金液滴被气体喷向冷却板时，则可能生成过饱和固溶体、非平衡晶体，更进一步生成非晶体。
上述结果稍后被许多研究结果所证实，而且由此发现一些材料具有超常的性能，如电磁、电热、强度和塑性等方面的性能，出现了用于电工、电子等方面的非晶材料。
20世纪70年代出现了用快速凝固技术处理的晶态材料，80年代人们逐渐把注意力转向各种常规金属材料的快速凝固制备上，90年代大块非晶合金材料的开发与应用取得重大进展。
快速凝固技术是目前冶金工艺和金属材料专业的重要领域，也是研究开发新材料手段。
快速凝固一般指以大于105〜106K/S的冷却速率进行液相凝固成固相，是一种非平衡的凝固过程，通常生成亚稳相（非晶、准晶、微晶和纳米晶），使粉末和材料具有特殊的性能和用途。
由于凝固过程的快冷、起始形核过冷度大生长速率高,使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。
加快冷却速度和凝固速率所起的组织及结构特征可以近似地用图1来表示。
从上图我们不难看出，随着冷却速度的加快，材料的组织及结构发生着显著的变化，可以肯定地说，它也将带来性能上的显著变租1］。
快速凝固技术得到的合金具有超细的晶粒度，无偏析或少偏析的微晶组织，形成新的亚稳相和高的点缺陷密度等与常规合金不同的组织和结构特征。
实现快速凝固的三种途径包括：动力学急冷法；热力学深过冷法；快速定向凝固法。
由于凝固过程的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。
准晶材料的发现和进展
准晶材料的发现和进展准晶材料是介于晶体和非晶体之间的一类特殊材料，具有无规则的原子排列规律，但却具备晶体材料的一些性质，如高强度和较好的耐磨性。
准晶材料的发现和进展对于材料科学和工程领域具有重要的意义。
下面将从准晶材料的发现、性质以及应用等方面对其进展进行详细介绍。
准晶材料的发现可以追溯到上世纪50年代，当时科学家对于金属结构的研究中发现了一些非晶态相，这些非晶态相具有一定的长程有序性。
到了上世纪70年代，丹麦科学家彼得·汀斯马克（Peter Z. Tien）在对于铝镓合金的研究中发现了第一个具有准晶结构的合金，这个合金的晶格结构具有五角旋转对称性，因此被命名为“五角型准晶体”。
此后，科学家们又陆续发现了其他具有准晶结构的合金，如铝铁硅合金、铝镍钴合金等。
准晶材料具有一些特殊的性质，首先是高硬度和高强度。
准晶材料的原子排列具备无规则的规律，因此具有较高的抗变形能力，可用于制造高强度的结构材料。
其次，准晶材料具有优异的耐磨性。
由于准晶材料的原子排列无规则，使得其表面的摩擦系数较小，能有效抵抗磨损和摩擦。
此外，准晶材料的热导率较低，抗氧化性较好，并且具有较高的化学稳定性，可以应用于高温和腐蚀环境下的材料。
准晶材料的进展为材料科学和工程领域带来了许多重要的应用。
首先，准晶材料被广泛应用于合金材料中。
通过调控合金中的元素比例，可以制备出具备特定准晶结构的合金，这些合金在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用。
其次，准晶材料还可以用于制备高效的催化剂。
由于准晶材料具有丰富的表面活性位点和独特的电子结构，使得其在催化反应中表现出良好的催化活性和选择性，对于环境保护和能源开发具有重要意义。
此外，准晶材料还可以应用于摩擦学、电子器件等领域。
总之，准晶材料的发现和进展对于材料科学和工程领域具有重要的意义。
它们的独特结构和性质使得其在高强度结构材料、催化剂以及其他领域中得到了广泛应用。
随着对准晶材料的进一步研究和理解，相信准晶材料在更多领域中将发挥更大的作用。
准晶体的性能及其应用
准晶体的性能及其应用潘正根0943011041四川大学材料科学与工程学院摘要：1984年底, 美国国家标准局的Shechtman 等人报导了他们在急冷Al-Mn 合金中观测到五次对称电子衍射图的相, 它不具有传统晶体学的对称性，称这种具有5次对称而无周期平移序的物质为准周期性晶体（准晶）。
准晶体具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差，因此在日常生活中大有用武之地。
科学家正尝试将其应用于其他产品中，比如不粘锅和发光二极管等。
1准晶的性能1.1物理性能1.1.1密度准晶的密度比经过退火后得到的相同成分晶态相的密度约低2% , 这表明准晶中原子的排列虽然比较密集,但其有序度低于晶态合金。
1.1.2导电性与金属的导电性质相比，准晶显示出一种迥然不同的性质。
准晶一般有比较大的电阻；如在温度为4K 时二十面体准晶Al -Cu-Fe的电阻率ρ（4K）=4.3m Ω cm， I-Al-Cu-Ru 的电阻率ρ（4K）=30m Ω m。
当温度不太高时，准晶的电阻随温度的增加而减少，在AlCuCo 二维准晶中, 沿10次轴这个周期方向, 电阻随温度升高而增大（圆圈）, 与金属中的情况一致；而在与此正交的准周期方向, 电阻随温度升高而减小（圆点）, 与半导体相似。
这种反常的各向异性可能对制造电子器件有用。
美国贝尔实验室也在进行类似的研究。
准晶的电阻与其组分浓度有关。
实验发现，准晶的导电性能随样品质量的改善反而降低。
准晶异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响，它可以从准周期系统中电子结构的异常性中得到解释。
1.1.3导热性与普通金属材料相比, 准晶材料的导热性较差。
在室温下准晶的导热率比铝和铜低两个数量级、比不锈钢低一个数量级,与常用的高隔热材料ZrO2 相近。
与准晶的电阻率一样,准晶的导热性也具有负的温度系数,并且对准晶结构的完整性也较为敏感,即准晶结构越完整其导热性越差。
准晶体——21世纪的新奇材料
21世纪的新奇材料：准晶体——综述准晶体的奇异物性和可能用途专业：物理学姓名：张文斌学号：09405130 摘要：2011年10月5日诺贝尔化学奖揭晓，以色列科学家达尼埃尔▪谢赫特曼（Danielshechtman）教授因发现准晶体(quasi-crystal)而独享这份殊荣。
准晶体的发现给科技界带来了极大的震动，颠覆了传统晶体学理论，打破了晶体学固有的格局，成为各领域科学家关注的焦点，其具有的独特性能，也大大激发了人们对其研究的热情。
本文主要从两个方面论述这一新奇材料：即准晶体的奇异物性和可能用途。
关键词：诺贝尔化学奖准晶体奇异物性可能用途正文：2011年10月5日诺贝尔化学奖揭晓，以色列科学家达尼埃尔▪谢赫特曼（Danielshechtman）教授因发现准晶体(quasi-crystal)而独享这份殊荣。
诺贝尔化学奖评选委员会在发表的声明中表明：从原子级别观察准晶体形态，会发现原子排列具有规律，符合数学法则，但不以重复形态出现。
获奖者的发现给科技界带来了极大的震动，颠覆了传统晶体学理论，打破了晶体学固有的格局，改变了科学家对固体物质结构的认识；准晶体的发现，因此而成为各领域科学家关注的焦点，其具有的独特性能以及可能用途，也大大激发了人们对它的研究热情。
一、准晶体及其发现：何谓准晶体呢？所谓准晶体，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。
物质的构成由其原子排列特点而定。
原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体。
准晶体具有完全有序的结构：在准晶体的原子排列中，其结构是长程有序的，这一点和晶体相似；但是准晶体不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性，这一点又和晶体不同。
普通晶体具有的是二次、三次、四次或六次旋转对称性，但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性，例如五次对称性或者更高的六次以上对称性。
关于准晶体的发现，其过程具有很大的传奇性。
关于这种长程有序的结构，其实早有发现，数学家在1960年代就推测出了这种对称模型；但是直到快20年后这种理论上的结构才和准晶体的研究联系起来。
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04
准晶的未来展望
准晶的未来展望
• 准晶是一种特殊的固体物质，其结构表现出长程有序但缺乏 平移对称性的特点。自从准晶被发现以来，其独特的物理性 质和潜在的应用价值一直吸引着科学家的关注。为了进一步 推动准晶领域的发展，我们有必要对准晶的未来展望进行探 讨。
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• 准晶是一种特殊的固体物质，它们具有长程有序的结构，但缺 乏平移对称性。这意味着准晶呈现出一种介于晶体和非晶体之 间的特性。下面将详细介绍准晶的形成机制、发现历程以及在 自然界和实验室的分布。
03
准晶的研究与应用
准晶的科学研究
晶体结构研究
准晶作为一种非周期性晶体，其独特的晶体结构一直是科学研究的重点。通过 对准晶的结构进行深入的研究，有助于我们更好地理解晶体生长的规律和机制 。
耐腐蚀材料
准晶具有良好的耐腐蚀性，可应用于 化工、海洋工程等领域。在恶劣环境 下，准晶材料能够保持较好的稳定性 和耐腐蚀性。
准晶在其他领域的应用前景
生物医学领域
准晶材料在生物医学领域具有潜 在的应用价值。其生物相容性和 独特的物理性质有望用于药物载 体、生物成像等方面。
光学领域
准晶具有独特的光学性质，如非 线性光学效应。这些性质使得准 晶在光学器件、光子晶体等领域 具有一定的应用前景。
物理性质研究
准晶表现出许多独特的物理性质，如导电性、热传导性、光学性质等。这些性 质与准晶的结构密切相关，通过对这些性质的研究，可以进一步揭示准晶的内 在特性。
准晶在材料科学中的应用
超硬材料
准晶具有高的硬度和耐磨性，可以作 为超硬材料应用于切削工具、轴承等 领域。其优异的力学性能可以提高工 具的使用寿命和性能。
准晶简介
定向凝固技术及其应用
定向凝固技术及其应用1.定向凝固理论基础及方法定向凝固又称定向结晶，是指金属或合金在熔体中定向生长晶体的一种方法。
定向凝固技术是在铸型中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着热流相反的方向，按要求的结晶取向进行凝固铸造的工艺。
它能大幅度地提高高温合金综合性能。
定向凝固的目的是为了使铸件获得按一定方向生长的柱状晶或单晶组织。
定向凝固铸件的组织分为柱状、单晶和定向共晶3种。
要得到定向凝固组织需要满足的条件，首先要在开始凝固的部位形成稳定的凝固壳，凝固壳的形成阻止了该部位的型壁晶粒游离，并为柱状晶提供了生长基础，该条件可通过各种激冷措施达到。
其次，要确保凝固壳中的晶粒按既定方向通过择优生长而发展成平行排列的柱状晶组织，同时，为使柱状晶的纵向生长不受限制，并且在其组织中不夹杂有异向晶粒，固液界面前方不应存在生核和晶粒游离现象。
这个条件可通过下述措施来满足：（1）严格的单向散热。
要使凝固系统始终处于柱状晶生长方向的正温度梯度作用下，并且要绝对阻止侧向散热，以避免界面前方型壁及其附近的生核和长大。
（2）要有足够大的液相温度梯度与固液界面向前推进速度比值以使成分过冷限制在允许的范围内。
同时要减少熔体的非均质生核能力，这样就能避免界面前方的生核现象，提高熔体的纯净度，减少因氧化和吸氧而形成的杂质污染，对已有的有效衬底则通过高温加热或加入其他元素来改变其组成和结构等方法均有助于减少熔体的非均质生核能力。
（3）要避免液态金属的对流。
搅拌和振动，从而阻止界面前方的晶粒游离，对晶粒密度大于液态金属的合金，避免自然对流的最好方法就是自下而上地进行单向结晶。
当然也可以通过安置固定磁场的方法阻止其单向结晶过程中的对流。
从这三个条件我们可以推断，为了实现定向凝固，在工艺技术上必须采取措施避免侧向散热，同时在靠近固液界面的熔体中维持较高的温度梯度。
定向生长理论和它的应用很大程度上取决于先进定向凝固技术。
自从Bridgman和Stockbarger在20世纪20年达提出奠定了现代定向凝固和单晶生长技术基础的Bridgman定向凝固技术，定向凝固就被广泛运用于制备各种结构和功能材料。
准晶及准晶材料概览
准晶及准晶材料概览准晶及准晶材料是一类具有独特结构和性质的材料。
它们的结构介于晶体和非晶体之间，具有有序周期结构，但缺少长程周期性。
准晶材料是独特的，因为它们在原子层中存在着一种五倍旋转对称性，这与传统的晶体对称性不同。
本文将对准晶及准晶材料进行概览。
准晶材料是由国际准晶学会(IUCr)于1982年首次定义的。
根据IUCr的定义，准晶材料是一种具有不具备平移对称性的有序周期结构的材料。
准晶材料的结构单位称为“集晶”(cluster)，它是准晶材料中具有原子或分子固定结构的最小重复单元。
准晶材料的特点是它们的结构中存在二次、五次、十次乃至更高的旋转对称性，这与传统的晶体仅具有两次三次等对称性是不同的。
准晶材料的发现是在20世纪60年代末70年代初。
当时，日本化学家铃木敬三首次在金铝合金中观察到了准晶结构。
此后，准晶材料的研究逐渐扩展到其他合金体系和无机材料中。
准晶材料的研究进展证明，它们具有许多独特的物理、化学和机械性质，使得它们在各个领域都引起了广泛的兴趣。
准晶材料的丰富性质是由于它们的特殊结构所决定的。
准晶材料的结构单位可以是单原子、分子或者离子，它们以一种特定的方式排列形成不同的集晶。
每个集晶都具有一定的对称性，如五重旋转对称性，这使得整个准晶材料具有高度的非周期性和对称性。
准晶材料的原子或分子之间的相对位置和角度是固定的，这使得准晶材料具有较好的稳定性和机械性能。
与传统的晶体材料相比，准晶材料具有较高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性。
准晶材料在材料科学和工程中具有广泛的应用。
例如，准晶材料可以用于制备高强度和高耐磨性的涂层材料，还可以用于制备高性能的电子器件和光学元件。
准晶材料还可以用于制备高效的催化剂和吸附剂，被广泛应用于化学工业和环境保护领域。
此外，准晶材料还可以用于制备新型的复合材料和纳米材料，具有潜在的应用前景。
总之，准晶及准晶材料是一类具有独特结构和性质的材料。
准晶材料具有有序周期结构，但缺少长程周期性，其结构单位为集晶，具有二次、五次、十次乃至更高的旋转对称性。
准晶、非晶、纳米晶、粗晶、液晶的结构、性能、制备技术及应用(一)
辽宁工程技术大学
材料科学最新进展
题目准晶、非晶、纳米晶、粗晶、液晶
的结构、性能、制备技术及应用指导教师吕宝臣博士
院（系、部）材料科学与工程学院
专业班级材料07-1班
学号0708010108
姓名关媛媛
日期2010年10月17日
教务处印制
目录
前言 (1)
1准晶 (2)
1.1准晶的结构 (2)
1.2准晶的性能 (2)
1.3准晶的制备技术 (2)
1.4准晶的应用 (3)
2非晶 (3)
2.1非晶的结构 (4)
2.2非晶的性能 (4)
2.3非晶的制备技术 (4)
2.4非晶的应用 (5)
3纳米晶 (6)
3.1纳米晶的结构 (6)
3.2纳米晶的性能 (6)
3.3纳米晶的制备技术 (7)
3.4纳米晶的应用 (7)
4粗晶 (8)
4.1粗晶的结构 (8)
4.2粗晶的性能 (8)
4.3粗晶的制备技术 (8)
4.4粗晶的应用 (9)
5液晶 (10)
5.1液晶的结构 (10)
5.2液晶的性能 (10)
5.3液晶的制备技术 (11)
5.4液晶的应用 (12)
致谢 (13)
参考文献 (14)。
准晶材料的研究及应用
系统 中 Ｈａｌ 应 与磁 阻 ；后者 表 现 为 ｌ效 宏 观 系 统 有 不 同的 磁 性 。 实 验 发现 二 ｌ
十面 体准 品 Ａ卜 Ｃｕ ｅ的 Ｈａｌ Ｊ Ｆ ｌ 系数 为
３结语 ． 准 晶体 是 ８ ０年 代凝 聚 态物 理 的 两
大 进 展 之 一 。 准 品材 料 最 早 应 用 于 不
理 空 间 的 材 料 中 ，原 子 二 维 呈 准 周 期 分 布 ，另 外 一 维 呈 周 期 分 布 。 实 验 上 已 发现 的 二 维 准 晶有 十 次 准 晶 、十 二 次准 晶、八 维准 晶和五 维准 晶 四类 。
伍 陶陶 刘育 樊振 军
中 国地 质 大 学 （ 京 ） 材 料 科 学 与 工 程 学 院物 理 实 验 中 心 北
摘 饕 蠹 蠹 。 ： 旋转轴 、 二次 旋 转 轴 、 八 次 旋 转 轴 本文简 要介绍了 准晶体的分类及准晶的导电 ；和 五 次 旋 转 轴 维 准 晶指 的 是 其 中
一
１ Ｏ 时 为正 ，且随 外场 增 加而 增加 ； Ｋ ０
。
但 若温 度大于 １０ 时 ，磁 阻将 随外 场 ０Ｋ
。
：
力 学 上 的 稳 定 性 ，可 将 其 分 为 稳 定 准
干涉解释 。
引言
晶 体 的 最 基 本特 征 就 是 具 有 周 期 性 。即在 三维 空 间中 ，完 整地 晶体可 由 有 序制约 了旋 转对 称性 ， 只能 有 １ 、 即 次 ２次 ３次和 ６次旋 转 对称 这 几 种 。 但
科… 。 寺
性 ，准 周 期 是 指 质 点 的 排 列 具 有 长 程 导 电性 能 反映 准 周期结 构对 物理 性 能的 有 序 ，但 不体 现 周 期 重 复 。 根 据 三 影 响 ，它 可 以 从 准 周 期 系统 中 电子 结 维 物 理 空 间 中材 料 呈现 的 维 数 ， 可 以 把 准 晶分 为 三 维 准 晶 、 二 维 准 品 和 一 维 准 品 。 所 谓 三 维 准 晶 ，指 的 是 三维
准晶体的发展及其应用
准晶体的发展及其应用准晶体是一种非晶体和晶体之间的结晶态结构，具有部分晶体和部分非晶体的特性。
准晶体的发展始于20世纪70年代，当时人们开始对金属合金的统计构造进行研究。
准晶体的发展受益于X射线衍射实验技术的进展，研究人员发现了很多金属合金的准晶体结构。
准晶体的应用范围非常广泛，涉及到材料科学、化学、物理学等多个领域。
准晶体的发展史可以追溯到1980年代初，当时法国科学家Daniel Shechtman发现了一种自旋切变准晶体。
这项发现被认为是科学界一个重大突破，随后被授予了诺贝尔化学奖。
自那以后，准晶体的研究得到了广泛的关注和深入的探索。
准晶体的结构特点主要包括五角星、六角星等复杂的几何图形。
正因为这种特殊的结构，准晶体具有一些独特的性质和应用价值。
例如，准晶体具有低的导热系数和低的电导率，这使得准晶体在热障涂层材料和隔热材料中有广泛的应用。
此外，准晶体具有良好的抗磨损和耐腐蚀性能，可以用于生产高硬度的刀具和耐腐蚀的材料。
除了上述应用外，准晶体还在光学领域中有着重要的应用。
由于准晶体的特殊结构，它们显示出一些特殊的光学效应，如布拉格散射和布拉奇光学效应。
这些光学效应为准晶体在光学通信、光学调制和激光技术等领域的应用提供了潜在的可能。
准晶体还可以用于电子封装材料和光电子封装材料中。
准晶体的非晶态结构使其在电子封装中具有优良的导热性能和机械性能，能够有效地降低温度应力和热膨胀系数不匹配引起的热疲劳问题。
此外，准晶体还可以用于合金材料的增强。
通过将准晶体引入到合金中，能够显著提高合金的强度和硬度，并且减少晶界的存在，提高合金的抗腐蚀性能。
准晶体的应用还在不断扩展，例如在能源存储领域中，准晶体材料可以作为电池材料和储氢材料。
此外，在生物医学领域中，准晶体也被用于制备生物传感器和人工骨骼等器械。
总的来说，准晶体作为一种新型的结晶态结构，具有独特的物理性质和广泛的应用前景。
随着准晶体研究的不断深入和技术的不断进步，相信准晶体将会在材料科学和工程领域发挥更重要的作用。
准晶体的性能及其应用
准晶体的性能及其应用潘正根0943011041四川大学材料科学与工程学院摘要：1984年底, 美国国家标准局的Shechtman 等人报导了他们在急冷Al-Mn 合金中观测到五次对称电子衍射图的相, 它不具有传统晶体学的对称性，称这种具有5次对称而无周期平移序的物质为准周期性晶体（准晶）。
准晶体具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差，因此在日常生活中大有用武之地。
科学家正尝试将其应用于其他产品中，比如不粘锅和发光二极管等。
1准晶的性能1.1物理性能1.1.1密度准晶的密度比经过退火后得到的相同成分晶态相的密度约低2% , 这表明准晶中原子的排列虽然比较密集,但其有序度低于晶态合金。
1.1.2导电性与金属的导电性质相比，准晶显示出一种迥然不同的性质。
准晶一般有比较大的电阻；如在温度为4K 时二十面体准晶Al -Cu-Fe的电阻率ρ（4K）=4.3m Ω cm， I-Al-Cu-Ru 的电阻率ρ（4K）=30m Ω m。
当温度不太高时，准晶的电阻随温度的增加而减少，在AlCuCo 二维准晶中, 沿10次轴这个周期方向, 电阻随温度升高而增大（圆圈）, 与金属中的情况一致；而在与此正交的准周期方向, 电阻随温度升高而减小（圆点）, 与半导体相似。
这种反常的各向异性可能对制造电子器件有用。
美国贝尔实验室也在进行类似的研究。
准晶的电阻与其组分浓度有关。
实验发现，准晶的导电性能随样品质量的改善反而降低。
准晶异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响，它可以从准周期系统中电子结构的异常性中得到解释。
1.1.3导热性与普通金属材料相比, 准晶材料的导热性较差。
在室温下准晶的导热率比铝和铜低两个数量级、比不锈钢低一个数量级,与常用的高隔热材料ZrO2 相近。
与准晶的电阻率一样,准晶的导热性也具有负的温度系数,并且对准晶结构的完整性也较为敏感,即准晶结构越完整其导热性越差。
一维准晶物理性质
一维准晶物理性质
刘有延;傅秀军;黄秀清
【期刊名称】《物理学进展》
【年(卷),期】1997(17)1
【摘要】本文综述自１９８４年准晶体发现以来，一维准晶物理性质，主要是电子性质的研究成果。
包括准晶的构造，各种理论模型及研究方法，以及所发现的异于晶体和非晶体的物理性质。
【总页数】63页(P1-63)
【关键词】类晶态;准晶;物理性质;一维
【作者】刘有延;傅秀军;黄秀清
【作者单位】华南理工大学物理系;南京大学物理系
【正文语种】中文
【中图分类】O753
【相关文献】
1.准晶、准晶凝固及其在材料工程上的应用(一) [J], 朱祖昌;杨弋涛;陈思悦
2.准晶、准晶凝固及其在材料工程上的应用(二) [J], 朱祖昌;杨弋涛;陈思悦
3.Zr-二十面体准晶-十次准晶伪三元系中非晶的形成 [J], 雷奕;黑祖
昆;MoniqueCalvo-Dahlborg;Jean-Marie Dubois;董闯
4.准晶的对称性和物理性质 [J], 胡承正;杨文革;王仁卉;丁棣华
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准晶的讲义
姓名：刘贝贝 学号：1033031003 学号：1033031003
内容简介
• • • • 准晶的定义及分类 一维准晶的特性 准晶的特性及应用 准晶的应用前景
一.准经定义及分类
准晶的基本的特征是没有周期性，但是具有 准周期性。 准经可以分为 三维准晶 二维准晶 一维准晶三大类。
三维准晶：原子在三维上的都是准周期分布 包括二十面体准晶，立方准晶。 二维准晶：原子有二维是准周期分布的，一 维是周期性分布。十次准晶，十二次准晶 八次准晶，五次准晶。 一位准晶：原子有二维是周期分布的，一维 是准晶周期分布。
• 常规制备：热处理 • 机械合金化：通过钢球的撞击使合金粉末 间进行反复的冷焊和断裂，形成层状微结 构，继而形成超细复合结构，最后通过固 态扩散反应形成均匀的准晶合金。
倒易点阵
e=Байду номын сангаасe1,e2,e3,e4,e5,e6)Ej=(E1E2E3E4E5E6)
准晶的力学性质
• 准晶室温下表现为硬而脆，韧性较低
• 炊具表面材料：不粘锅底（只是薄层，因 为准晶的导热性较差） • 隔热材料：准晶的热导性 • 太阳能工业薄膜材料：准晶的特殊光学性 能（高的红外传导率）和足够的热稳定性 （抗氧化及扩散稳定性）
准晶的磁性行为
金属中的电子在磁场力的作用下会改变其运动方向， 这种偏离运动增加了它同晶格或杂质原子的碰撞 机会，从而金属电阻率将增加，称为磁致电阻 （磁阻） 实验观测到，高电阻的准晶磁阻比较大，当温度t不 太高时，准晶磁致电阻的情况将更加复杂，例如ial-cu-fe的磁阻在t《100k时为正，且随外场增加 而增加，但若t》100k时，磁阻将为负，且随外场 增加而减少。这种现象可以用量子干涉效应来解 释
准晶名词解释
准晶名词解释嘿，朋友们！今天咱来聊聊一个挺有意思的东西——准晶。
准晶啊，你可以把它想象成是物质世界里的一个特别存在，就好像一群人里面那个特别有个性的家伙。
它不是我们常见的晶体，也不是毫无规律的非晶体，而是处在这两者之间的一种奇妙状态。
晶体呢，大家都知道，那结构是整整齐齐、规规矩矩的，就像阅兵式上的方阵一样，特别有序。
非晶体呢，就比较杂乱无章了，没有什么固定的排列。
而准晶呢，它就像是一个调皮的孩子，有着自己独特的“玩法”。
你说这准晶怎么就这么特别呢？它的原子排列既有一定的规律，又不完全按照晶体那样死板。
这就好比是一场舞蹈，晶体是那种严格按照舞步来跳的，每一步都不能错；非晶体呢，那就是乱跳一气；准晶则是有自己的节奏和风格，既不完全循规蹈矩，又不是毫无头绪地瞎蹦跶。
你想想看，如果世界上只有晶体和非晶体，那该多无聊啊！准晶的出现，就像是给物质世界带来了一抹别样的色彩。
它让我们知道，原来还有这样一种独特的存在。
准晶在很多领域都有它的身影呢！比如说在材料科学里，它能让一些材料具有特别的性能。
这就好像是给材料穿上了一件特别的“衣服”，让它们变得与众不同。
而且啊，研究准晶就像是在探索一个神秘的宝藏。
科学家们不断地挖掘它的秘密，每次发现一点新东西，都让人兴奋不已。
这不就跟我们小时候找宝藏一样刺激吗？准晶啊准晶，你可真是个神奇的东西！你既不是完全的这个，也不是完全的那个，却有着自己独特的魅力。
难道不是吗？它让我们看到了物质世界的多样性和复杂性，也让我们对这个世界有了更深的认识。
总之，准晶就是这么一个特别的存在，它就像是物质世界里的一颗闪亮的星星，吸引着我们去探索，去发现。
所以啊，大家可千万别小瞧了它哟！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
准晶体的发现及应用
准晶体的发现及应用一．准晶体的定义准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体。
物质的构成由其原子排列特点而定。
原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，介于这两者之间的叫做准晶体。
20世纪80年代初以前，科学界对固态物质的认识仅限于晶体与非晶体，而随着以色列人达尼埃尔·谢赫特曼的一次偶然发现，固体物质中一种“反常”的原子排列方式跳入科学家的眼界。
从此，这种徘徊在晶体与非晶体之间的“另类”物质闯入了固体家族，并被命名为准晶体。
二．准晶体的结构银铝准晶体的原子模型物质的构成由其原子排列特点而定。
晶体是指原子呈周期性排列的固体物质，单晶体都具有有规则的几何形状，像食盐晶体是立方体、冰雪晶体为六角形。
而原子呈无序排列的则叫做非晶体，非晶体没有一定的外形，介于这两者之间的叫做准晶体。
也就是说，准晶体具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的空间周期性。
人们普遍认为，准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构，因为单调的周期性结构不可能出现五重轴，但准晶体的结构仍有规律，不像非晶态物质那样的近距无序，仍是某种近距有序结构。
尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明，它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击，以致国际晶体学联合会建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体（any solid having an essentially discrete diffraction diagram）来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。
三．准晶体的发展历程准晶体的发现，是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。
1984年底，D.Shechtman等人宣布，他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无平移周期性的合金像，在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。
不久，这种无平移同期性但有位置序的晶体就被称为准晶体。
准晶体是1982年发现的，具有凸多面体规则外形的，但不同于晶体的固态物质，它们具有晶体物质不具有的五重轴。
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准晶、准晶凝固及其在材料工程上的应用(一)朱祖昌;杨弋涛;陈思悦【摘要】准晶是不具有三维周期平移序,而只具有准周期长程平移序和旋转对称性的新固体结构形态.Shechtman发现准晶使人们对晶体的认识发生了根本性变化.正是因为如此,原来的“原子在空间的规则重复排列”的晶体定义已改为“具有本质的明锐衍射花样的任何固体”.准晶绝大多数出现在Al基合金中.准晶按热力学稳定程度分亚稳相和稳定相.在自然界还存在着一些天然态准晶.为此,准晶可由熔体快速凝固或慢速凝固予以制造,并且可以应用Bndgman和CzochrMski等方法制取准晶单晶.准晶具有一些独特的特性.准晶在材料工程上应用的核心点是在材料组织中出现准晶会使其力学性能得到提高.对铝基合金相应的方法可获得以准晶相为主体的组织和在固溶体的基体上出现准晶相.对钢铁材料是通过合金成分设计和热处理方法研究使在材料基体上弥散析出准晶相.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】7页(P68-74)【关键词】准晶;凝固;铝基合金;马氏体时效钢;弥散析出;应用【作者】朱祖昌;杨弋涛;陈思悦【作者单位】上海工程技术大学,上海201620;上海大学,上海200072;上海市机电设计研究院有限公司,上海200040【正文语种】中文【中图分类】TG111.4自从Shechtman1982年发现准晶和在1984年发表后，准晶的研究在全世界范围内风起云涌般地开展。
特别在1986年发现了热力学上稳定的准晶相和2009年在自然界存在天然态准晶以后，这就使研究和应用准晶进入了全新的时期。
本文对准晶的发现、分类、准晶凝固、准晶相关性能和应用作比较详细论述，使材料工作者有相当清楚的认识，并能从事准晶在材料工程方面的应用研究。
以色列海法(Haifa)市以色列理工学院材料工程系的材料科学博士丹尼尔·谢赫特曼(Daniel Shechtman)于1981～1983年参加美国Johns Hopkins大学访问度假工作时，与美国马里篮州盖瑟斯堡市的美国国家标准技术研究所(NIST)合作研究Al-过渡金属合金快速凝固项目。
在1982-04-08上午，他将Mn含量分别为18、22和25.3ω%的Al-Mn钮扣锭切成小块并用感应加热方法获得三种成分的熔融态合金，然后于0.9 atm的He气氛下在直径φl0 cm和转速为6800 rpm的铜轮上进行喷射成形(melt-spining)快速凝固。
并制得φ3 mm ×40 μm厚的薄片试样，经制样和电解喷射減薄穿孔后，在120 kV的扫描透射电镜上着重对Al-25.3ω%Mn(近似Al6Mn成分)材料进行显微组织研究，和由Cu辐射获取X射线衍射花样。
为了研究它的热稳定性采用He气氛密封于安瓿瓶中的试样在300～400 ℃下加热1～6 h的不同时间。
该合金按上述方法迅速凝固后的显微组织示于图1(a)[1]。
它几乎全部由成分近于Al6Mn的二十面体准晶晶粒组成，应用电子衍射确定图中白色的粒间相为Al。
准晶相具有源于中心处的伸长树枝形貌，对每一晶粒的衍射花样示于图1(b)中[1]，显然具有5次对称。
作者认真分析了一套暗場象和衍射斑点，排除多晶性和大尺寸孪晶的存在可能。
他指明选区衍射花样中有6个五重、10个三次和15个二次旋转对称，点群符号为m 。
作者根据热稳定性试验指出：这种空间排列呈二十面体的相在300 ℃加热2 h、350 ℃加热1 h以及400 ℃加热小于1 h时都将不发生改变，但在350 ℃加热6 h时，则全都变成稳定的正交晶系Al6Mn相[1]。
当他看到了这种衍射花样后，自已也不敢相信。
在他的工作记录本上标记“10 fold”。
他讲他在第一天也认为自己是错的。
但他经过再三校核和在下一周又检测别的试样时，都确认了这种结果。
他最后将研究结果告诉其它同事时，他被遭到了拒绝和奚落的嘲笑，以至使他沦落到他的老板请他离开研究团队的困境。
他讲当时在NIST就是这样的氛围。
当时，人们都深信：晶体是具有长程平移周期序和1、2、3、4和6次旋转对称性的，不会有5次和高于6次的旋转对称性。
同一年夏天，他拜访同系的I.Blech，向他讲述自己的观测结果。
Blech告诉他，这种衍射结果曾被看到过。
也在差不多时候，他还向NIST的John Cahn请教，Cahn只勉励他要解决这一问题。
就这样，这五次衍射花样被搁置了近二年。
1984年春天，Blech再次请他讲说结果时，Blech决定用计算机来模拟计算衍射强度。
他们[1]提出二十面体的可能结构块样和沿五次轴互相邻接的复合多面体结构(multiple polyhedral structure)，并作了1000个阵点位置排列的颗粒的模拟动态衍射，得到了与Shechtman试验衍射花样相似的结果，从而提出“发现新结构”的观念。
这给予Shechtman有足够的勇气去发表他的测试结果。
两人联合完成“The microstructure of rapid solidified Al6Mn ”论文，约于1984年6月投《Journal of Applied Physics》杂志，该杂志快速回绝并建议投向冶金学期刊。
为此，两人在同年的10月又将稿件投向冶金学刊物《Metallurgical Transactions A》，该刊接受论文並发表于1985年6月(上述描绘据该论文撰写)。
但在1984年夏天，John Cahn在看这篇论文投稿件时建议：这个测定结果值得马上投向更适合的学术刊物并争取快速发表。
于是，他们开始了“胜利大举动”(a winning move)。
在这以前，Shechtman还曾向法国科学研究中心冶金化学研究所的晶体学家D.Gratias请教过。
Gratias于1984年秋参加在加州大学的一次理论物理研讨会时听了Pennsylvania大学的Steinhardt教授的报告，发现他对二十面体的研究理论模型的衍射花样与Shechtman的实测结果相一致。
两人在会后碰面一沟通，使Steinhardt教授高兴得跳起来，他讲：这两者配合是完美无瑕了。
他们一起决定将两篇论文马上投《Physical Review Letters》(物理评论快报)，PRL很快将两篇论文发表于1984年11月和12月。
Shechtman等[2]人的论文名为“Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry”(投稿于10月9日)。
Steinhardt和其学生Levine[3]的论文名为“Quasicrystals:A New Class of Ordered Structures”。
在这篇论文中铸就了“准晶”新名词，取自“准周期的晶体(quasiperiodic crystals)”。
Shechtman终于从原先的被嘲笑和奚落变成为最后的微笑。
他于2011年荣获诺贝尔(Nobel)化学奖。
英国牛津大学负责诠释这种材料的数学家Roger Penrose 讲：Shechtman应获Nobel奖殊荣，因为他将“不是晶体的晶体相”引进了化学。
后来到1992年，国际晶体学委员会将晶体的定义由原来的“原子在空间的规则重复排列”改为“具有本质的明锐衍射花样的任何固体” [4]。
现在，人们已明确知道：准晶是具有准周期(呈无理数)长程平移序和旋转对称性的新固体结构形态，这种旋转对称性为五次、八次、十次和十二次。
准晶的点群有28个[5-6]，分属于5个晶系：五角、八角、十角、十二角和二十面体。
Shechtman 于1982年发现的二十面体准晶的简单点群国际符号为[2]，完全点群符号为[5-6]。
二十面体准晶系的空间群符号有和[7]。
符号中P、F和l为初基,面心和体心，对应于六维空间中简单、面心和体心立方超晶体的描述。
由此可知，二十面体准晶具有2次、3次和5次旋转对称。
Louzguine-Luzgin[8]，陈敬中[5]和我们[6]指出：准晶存在一维二维和三维结构。
一维准晶为沿一个方向呈准周期排列，与此垂直的平面呈二维周期排列的结构，多为人工制造而成。
二维准晶为沿一个方向呈周期排列，与此垂直的平面呈8次、10次和12次旋转对称的结构，相应点群符号为8/mmm，10/mmm和12/mmm[8]，即包括八次、十次和十二次的准晶。
现在已经知道，二维准晶中的十次准晶最多。
三维准晶为三个垂直方向的原子在空间均按准周期排列，为二十面体准晶。
有指出，十次准晶中除存在的稳定准晶外，有的常是二十面体准晶转变成的。
如Al-Mn系准晶按化学成分和冷却速度不同会出现十次和二十面体准晶，另外会岀现由二十面体准晶转变成的十次二维准晶[9-10]。
准晶绝大多数出现在Al基合金中，其他还有过渡金属基材料和含Si化合物等。
2004年《Progress in Surface Science》专文指出[20]，准晶中二十面体准晶(icosahedral)大约占82%，十次准晶占16%；大约80%的准晶中含有Al。
Louzguine-Luzgin[8]指出，八次、十次以及十二次准晶有Cr-Ni-Si和Mn-Fe-Si 系、Al-Ni-Co和Al-Cu-Co系以及Cr-Ni和V-Ni系等。
三维准晶有Al-Cu-Fe和Al-Li-Cu系等。
他还指出，三维准晶起先在Al-Mn系合金中发现，后来在Al-TM(过渡金属)基含Cr、V的其它二元合金中发现，也在Ga-基，Ti-基，Mg-基，Pd-基，Cd-基，稀土-基和Zn-基合金中存在。
准晶按热力学稳定程度分亚稳相和稳定相。
按不完全统计，现在已经发现196种成分的准晶，其中76种是热力学稳定的[11]。
早先发现的准晶多为亚稳相，熔体合金要通过激冷来制备尺寸约为1 μm的准晶相，它在加热至一定温度时转变为相图上的平衡相。
在1986年Dubest等发现存在着热力学上的稳定相准晶Al6Li3Cu[20]。
这样，就可以用铸锭方法及制备晶体单晶的方法，如Bridgman和Czochralski等方法(图2)[12]，来制得尺度为0.2 μm至几十mm的准晶单晶。
资料指出[8，11]， 96种二十面体准晶中有47种是稳定的：Al-Cu-TM系中以Al62.5Cu25Fe12.5为代表；Al-Pd-TM系中以Al70.5Pd21Mn8.5为代表；Al-Ni-Cu；Zn60Mg30Re(Y，Gd，Tb，Dy，Ho，Er等稀土元素)，Cd-Ca(Cd17Ca3) 和Cd-Yb(Cd84Yb16)二元合金；Al-Li-Cu，Al-Cu-Fe，Al-Cu-Ru，Ag-In-Ca和Ag-In-Yb以及Ag-In-Ca-Mg，Ag-In-Yb-Mg三元、四元合金等。