准晶体解释
准晶体
对称要素 • 1、具有晶体全部的宏观对称元素，包 括对称轴、对称面、对称中心，以及到 转轴、反转轴。 • 2、对称轴不仅包含晶体的二次、三次、 四次和六次，还包含五次、八次、十次 和十二次。 • 3、还包括放大或缩小等对称元素
晶体：晶体对称定理
准晶体：自比例因子
晶系、 晶系、点群和单形 • • • • 准晶体共有： 晶系：5种 点群：28种 单形：42种
准晶体
主要内容 • • • • • • 1、定义 2、准晶体与晶体的异同点 3、对称要素 4、晶系、点群和单形 5、代表物质 6、当今现况
• 定义：准晶体是指空间点阵按准周 期性排列的固体物质。
晶体与非晶体的异同点 • • • • • • 1、缺陷的普遍性 2、均一性 3、各向异性 4、自限性 5、最小内能性 6、稳定性
代表物质
当今现状
• 在实际上，准晶体已被开发为有用的材 料。例如，人们发现组成为铝－铜－铁 －铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、 低表面能以及低传热性，正被开发为炒 菜锅的镀层；Al65Cu23Fe12十分耐磨， 被开发为高温电弧喷嘴的镀层。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
准晶体材料的性质与应用
准晶体材料的性质与应用准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的材料，其结构具有一定的有序性，但不符合传统晶体的周期性。
准晶体具有许多特殊的性质，因此在材料科学、物理学等领域有着广泛的应用。
1. 准晶体的性质准晶体的最显著特点是其结构对称性具有五重、八重等轴对称性，而非传统的三重对称性。
这种特殊的结构对称性在某些情况下可以表现出类似于激发物质的行为，使准晶体具有独特的物理和化学性质。
例如，准晶体具有很强的非线性光学效应、声学波的负折射、显微结构的“金点”等特殊性质。
准晶体的结构各异，但准晶体晶体的本质是长程有序的，这使得准晶体具有更高的热导率、强度和硬度，相比之下，非晶态材料通常有缺陷、孔隙和较差的热导率、强度和硬度。
因此，准晶体在透声学、膜、电池、催化剂、纳米制造等方面有非常广泛的应用前景。
2. 准晶体在透声学中的应用透声学是一种将短波长声波传输到材料中的方法，从而产生负群速的科技。
准晶体有效地抑制了声子传播，因此可以通过孔隙设计和微结构分析来制造出适用于透声学应用的板材。
准晶体透声学板材有更高的声学透射率和声学反射率，并能够有效地压制噪声和声振幅，广泛地应用于静音室设备、汽车、船舶等领域。
3. 准晶体在膜制造中的应用准晶体是一种理想的膜材料，具有优异的硬度、热导率和生物相容性。
这种材料可以被用作人工心脏和人工血管等医疗器械，用于治疗心血管疾病。
此外，准晶体膜还可以用作高温膜电容器和面层硬盘及其他数据存储设备的新型材料。
4. 准晶体在电池领域中的应用准晶体具有可缩放性，这意味着可以将其用于制造锂离子电池、钠离子电池和锂硫电池等大型储能设备。
这种物性可以让电池内的电解液更加均匀地分布，并减少了表面粘附问题，改善了电池的寿命和储能效率。
5. 准晶体在催化剂中的应用准晶体具有高比表面积、多结构和高度有序等特性，因此被广泛地应用于各种领域的催化剂中。
准晶体的多孔结构提供了大量的反应表面，因此可以有效地防止酸催化剂中的腐蚀和麻烦的沸腾等问题，同时也能提高反应速率。
准晶体
准晶的应用
由于准晶材料有较高的硬度、低摩擦系数、低表面能、 低传热性、不粘性、耐蚀耐热和耐磨等特点。准晶材料的 主要作为表面改性材料，以及作为增强相弥散分布于结构 材料中。 在实际生活中，因为准晶材料具有耐蚀耐磨等特点， 可用于不粘锅表面更抗腐。 航空航天工业中，科学家们正研究用准晶体材料来替 代这些传统材料隔热。 太阳热能工业中，准晶体因具有特殊的光学性能（高 的红外传导率）和足够的热稳定性（抗氧化及扩散稳定性） 还被用作太阳能工业薄膜材料。 准晶体材料还可以作为结构材料增强相的应用、储氢 材料、半导体材料以及热致发电材料等。
准晶的研究现状
自准晶结构被发现以后，国际国内均形成研 究热潮。准晶物理的研究内容十分广泛。 目前，国际国内对准晶体的结构及其稳定 性研究较透彻，而对它的物理性质（尤其 是热力学性质）方面的理论研究很少。 从目前来看，除了一维准晶情况外，准晶体 的物性研究无论是实验还是理论方面都还 处于开始阶段。
准晶的研究现状
The end，thank you！
研究的瓶颈在于实验上，毫米级的大块准晶 单晶不易制备，从而限制了物理性质的实 验研究。 实验数据的缺乏也反过来制约了理论研 究的进展。 其次，准晶合金的原子结构大都不易精 确确定。
准晶的研究现状
最近，准晶地研究有了进一步的发展。 到目前为止，已有上百种合金被观测到了 准晶相，他们大部分都是Al基二元素或三元 素合金或者是与Al相类似的Ga及Ti元素的合 金。 还在不断的报道一些新的类型的准晶被发 现。
准晶体
华理学子
内容简介
一．什么是准晶体 二．准晶体的分类 三．二维penrose图的构造 四．准晶体的性质与应用 五．研究相关
什么是准晶体
晶体的结构是高度有序化的,它具有以原 胞周期性排列为特征的短程平移有序和满 足晶体学点群为标志的最近邻价健长程指 向有序.晶体的纯旋转对称轴只可能是 1,2,3,4,6次对称轴 相反地,非晶固体却不具备这种晶体长程 相关性. 准晶体作为一种被新发现的晶体结构形 态,在结构特征上是处于两者之间的.
晶体 非晶体 准晶体
结晶质（crystalline）：
是内部质点（原子、离子或分子）在三 维空间成周期性平移重复排列的固态物质。 即具有格子构造的固态物质。
1 显晶质：借助于肉眼或一般放大镜能分 辨出结晶颗粒者。 2 隐晶质：用一般放大镜无法分辨出结晶 颗粒者。
二、非晶质体的概念
非晶质体（non-crystal）： ➢是内部质点在三维空间不作周期性重复排列的
三、准晶体的概念
准晶体（quasicrystal）： 是内部质点的排布具长程有序（远程规 律），但不具有三维周期性重复的格子构造的 固体。
§ 2 空间格子
一、空间格子的导出
空间格子： 表示晶体内部结构中质点在周期
性重复规律的三维无限的几何图形。
对实际晶体结构作抽象：
1 在晶体结构中任选一几何点。
2
在结构中找出与此点相当的几何点，这样一
系列的点称相当点。
相当点（等同点）：在晶体结构中的位置及环 境均完全相同的点。
3 将相当点从晶体结构中抽象出来，构成一个 空间点阵。
4 以三组不共面的直线将阵点连接起来，即形 成了三维格子状的空间格子。
二、空间格子的要素
1．结点
➢ 空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点， 为几何点。
§ 3 晶体的基本性质
1. 自限性 晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封
闭的凸几何多面体外形。 晶面：晶体表面上自发长成的平面。 晶棱：晶面的交棱。
2. 均一性 同一晶体的任一部位的性质都是相同的。
注意：
1）晶体的均一性是由其格子构造决 定的，称为结晶均一性。
2）非晶质体也具均一性，但它是宏 观统计、平均近似的，称为统计均一性。
不同的方向或位置上有规律地重复出 现。
准晶简介
准晶的对称性
电子衍射图样
准晶的定义
准晶体是准周期晶体的简称。它是一种具有多 重旋转对称轴、不同于传统晶体和非晶玻璃体的固 1 ( 5 1) ，其中的 态物质结构。准晶具有准周期 2 原子呈定向有序排列，但不作周期性平移重复，其 对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称。 从目前掌握的实验资料看, 在热力学上准晶相 有向晶体相转变的趋势, 说明准晶体的结构是非平 衡的亚稳结构。 目前的研究证实，在实二次域上只可能存在5、 8、10、12次旋转对称的准格点阵(陆洪文、费奔)。 I-相：二十面体相，它的点群符号 m35 ，不属于 三十二种晶体点群中的任何一类。
表面特性
(2)不粘特性 准晶材料的不粘性实质上是热力学中 (1)氧化行为特性 在相同条件下, 准晶相表面的氧 (3)摩擦特性 准晶的显微硬度比铝合金大近一个数
润湿性的问题, 与准晶的表面能有关。准晶的最外层 化现象明显低于铝合金和相近成分的晶体相。 量级，但摩擦系数仅为铝合金的1/3，此外，当对准晶 原子没有重构现象和准晶在费米能级处的电子态密度 材料进行往复摩擦实验时，其摩擦系数还会逐渐降低， 很低（即准晶在费米能级处存在伪能隙） 是造成其表 且磨痕上的微裂纹会自动愈合，这显示了准晶具有一 面能很低的主要原因。 定的应力塑性。
(2)准晶作为结构材料增强相的应用 (b)准晶纳米颗粒增强Al基合金 日本学者A.Inoue等 (c)准晶颗粒增强复合材料 (a)准晶相作为时效强化相 瑞典皇家工学院的研究人员
采用快冷方法开发出一种具有优异力学性能的Al基合金。 I.准晶颗拉增强金属基复合材料 使用准晶颗粒增强金属 开发的新型马氏体时效钢，成分为12%Cr-9%Ni-4%Mo其组织特征为, 在fcc-Al相中均匀分布有纳米尺度的准晶颗 2%Cu-1%Ti, 其中时效强化相为准晶相。准晶相的成分典型 基复合材料除了可以提高基体的性能以外，由于与常规陶 粒。其中,准晶颗粒的尺寸为30-50nm,fcc-铝相厚度为5瓷颗粒相比准晶材料的熔点较低, 且其为金属合金, 故准晶 值为34%Fe-12%Cr-2%Ni-49%Mo-3%Si, 在475℃时效4h 形 10nm , 将准晶颗粒包围。在Al相中没有高角度的晶界。准 颗粒增强金属基复合材料的回收也是相对容易的, 属于环 成, 经过1000h都保持稳定, 即准晶颗粒是热力学平衡析出。 晶相的体积分数 境友好材料。 60%-70%。 时效过程中丰富的形核位置与缓慢的粗化过程可以用准晶的 II.准晶颗粒增强聚合物基复合材料 美国Ames国家实验室 低表面能进行解释。该钢经回火处理后, 其抗拉强度为 的科研人员研究了Al-Cu-Fe准晶颗粒增强聚合物基复合材 3000MPa, 准晶相的形成对提高强度和抗回火软化起了相当 大的作用。该型钢主要应用于医疗外科器械 料的制备方法和性能变化，发现复合材料的耐磨性明显优 于基体, 且其玻璃化温度Tg和熔化温度Tm与基体相比没有 明显变化, 说明准晶颗粒不会对基体产生有害的化学作用。
准晶体的发现及意义
准晶体的发现及意义准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的材料，它具有部分有序的结构。
准晶体的发现对材料科学和材料工程领域有着重要的意义。
本文将从准晶体的发现历史、准晶体的结构和性质、准晶体的应用等方面进行探讨，并阐述准晶体的意义。
一、准晶体的发现历史准晶体的发现可以追溯到20世纪70年代末80年代初，当时石英晶体的研究者通过电子显微镜观察到了一些有着五角或十边形对称的结构，但其结构却不遵循晶格对称性规律。
这些结构在当时被称为“假晶体”或“错误晶体”，直到1984年，丹尼斯·格拉迪赛夫和保罗·施泰因哈特在对一种金银合金的研究中发现了具有五角对称性的结构，他们将其命名为“准晶体”，并详细描述了其结构和性质。
二、准晶体的结构和性质准晶体的结构既不是完全有序的晶体结构，也不是完全无序的非晶体结构，而是介于两者之间的部分有序的结构。
准晶体的结构特点是具有非常复杂和多样性，它包含了晶体和非晶体中常见的一些几何元素，如孔隙、晶胞、聚集体等。
准晶体的结构有时还会出现五角对称、十边形对称或其他非晶体无法呈现的对称性。
这种特殊的结构赋予了准晶体独特的物理和化学性质。
准晶体具有许多独特的性质，例如低摩擦系数、低导热系数、高抗腐蚀性、高硬度等。
这些性质使得准晶体在材料科学和工程领域具有广泛的应用前景。
三、准晶体的应用1.复合材料领域：准晶体可以被用作增强材料的填充剂，提高复合材料的力学性能。
它的高硬度和高抗腐蚀性使其成为一种理想的增强材料。
2.表面涂层技术：准晶体可以通过物理气相沉积、磁控溅射等技术制备成涂层，提高材料的表面硬度和抗磨损性能。
3.催化剂和储氢材料：准晶体也可以作为催化剂的载体，提高催化剂的效率和稳定性。
此外，准晶体内部的孔隙结构可以用来储存氢气，有望应用于氢能源储存领域。
4.电子器件领域：准晶体具有比晶体更低的导热系数，可用于制备热导率较低的电子器件，降低热电偶效应。
此外，准晶体还在纳米技术、强化材料的设计等领域有着广泛的应用前景。
准晶体 (2)
准晶体简介准晶体是一类介于晶体和非晶体之间的特殊结构物质。
与晶体具有一定的有序性，但又不完全符合晶体的周期性。
准晶体的发现在材料科学领域引起了广泛的研究兴趣。
本文将介绍准晶体的定义、发现历史、结构特点及应用领域等相关内容。
定义准晶体是指具有长程有序但不具备完全晶体对称性的结构。
相比于晶体的周期性排列，准晶体的周期性具有更高的复杂性。
准晶体的单位结构具有多种不同的对称元素，如旋转对称、镜像对称和滑移对称等，使得准晶体具有多种不同的结构。
发现历史准晶体的发现可以追溯到20世纪50年代末期。
1961年，丹麦科学家贝尔内尔斯（Shechtman）在进行合金研究时，观察到了一种五角对称的晶体衍射图样，该发现与传统晶体的对称图案有所区别。
然而，贝尔内尔斯的发现一度受到了科学界的质疑和争议，被认为是错误观察结果。
经过多年的研究和探索，贝尔内尔斯的发现最终得到了确认，并于2011年获得了诺贝尔化学奖。
结构特点准晶体的结构特点是其最具有特色的特征之一。
准晶体的周期结构中存在不成比例的单位。
这些单位覆盖了空间，通过旋转、滑移和倾斜等运动产生多种对称元素。
准晶体的对称性和周期性都是以高度复杂的方式出现的，使得准晶体呈现出丰富的结构多样性。
准晶体的结构通常可以通过X射线衍射、透射电子显微镜等实验技术进行表征。
通过这些实验，可以建立准晶体的空间群、晶胞参数等参数，揭示准晶体的周期性和有序性。
应用领域准晶体由于其特殊的结构和性质在多个领域具有广泛的应用潜力。
在材料科学领域，准晶体被用于开发新型合金材料。
准晶体合金具有较高的强度、硬度和耐磨性等优异性能，广泛用于制造航空航天、汽车和电子设备等领域的高性能零件和工具。
准晶体还在表面涂层技术中得到应用。
利用准晶体的特殊结构和性质，可以制备出表面硬度高、磨损性能优良的涂层材料，用于提高复合材料和金属零件的表面性能和耐久性。
此外，准晶体还具有光学、电学和磁学等性质，被应用于光学器件、传感器、电子器件以及催化剂等领域。
晶体、非晶体和准晶体
二、空间格子
晶体的本质在于内部点在三维空间作平移 周期重复。空间格子是表示这种重复规律 的几何图形。 现以氯化铯（cscl ）晶体结构为例：
空间格子的要素
结点: 空间格子中的点,代表具体晶体结构中 的相当点。
行列: 结点在直线上的排列.（引出: 结点间 距）
面网: 结点在平面上的分布. （引出: 面网间距、 面网密度，它们之间的关系, 见下图）
例如下面的晶体形态是对称的：
★最小内能性：在相同的热力学条件下，晶体与同 种物质的非晶质体、液体、气体相比较，其内能最 小。 思考：为什么晶体的内能最小
★稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是 一个相对稳定的状态，这就是晶体的稳定性。非晶 质体相对于晶体而言是不稳定的，有自发的向晶体 转变的趋势。
第一章概论
一、晶体、非晶体和准晶体
晶体
----远古年代的定义:具有几何多面体的水晶或凡是天然具有
几何多面体形态的固体；
-----现代的定义：具有格子构造的固体。(图片)
非晶质体
----有些状似固体的物质，它们的内部 质点不作规则排列，不是格子结构，称为 非晶质或非晶质体。
准晶体
----介于晶体和非晶质体之间的晶体。 质点的排列应是长程有序，但不体现周期 重复，即不存在格子结构，人们把它称为 准晶体。
★平行六面体（晶胞）: 结点在三维空间形成 的最小单位 (引出: 晶胞参数：a, b, c; α,β,γ ,也称为轴长与轴角）
c
a b
三、晶体的基本性质
★自限性:指晶体在适当条件下，可以自发的形成几何多面体 的性质。
★均一性:晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各 个不同部分，质点的分布是一样的，所以晶体的各个部分 的物理性质与化学性质也是相同的，这就是晶体的均一 性 。晶体是绝对均一性，非晶体是统计的、平均近似均 一性。
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准晶什么是准晶？准晶（Quasicrystal）是一种特殊的晶体结构，不同于常见的周期性晶体。
它以自我复制的方式组成，具有类似于晶体的长程有序性，同时又有类似于非晶体的无规则性。
准晶的发现引起了科学界的广泛关注和研究，对固体物理学和材料科学有着重要的意义。
准晶最早由以色列科学家丹·舍帕斯于1982年发现。
他发现了一种由铝、锰和金属硅组成的合金，其X射线衍射图谱显示出非常奇特的衍射斑点图案。
这种图案既不是晶体的经典单一斑点，也不是非晶体的连续衍射环，而是由固定的五角星图案组成。
这一发现颠覆了当时对晶体结构的认识，开启了准晶研究的新篇章。
准晶的结构特点准晶的结构特点可以用“离子包络模型”来描述。
这个模型假设准晶中的原子排列类似于离子包络，由环绕原子球组成。
准晶的结构可以通过一组向量来描述，这组向量被称为“母基矢”。
准晶的母基矢不是简单的周期性晶体的矢量，而是具有非周期性和非整数的关系。
这种非晶体的特性使准晶的结构具有五角星、八角星等非传统形状的对称性。
准晶的结构还具有“五重旋转对称性”，即它的结构在沿着某个固定轴旋转180度时仍保持不变。
准晶的应用准晶的独特结构特点使其具有一些特殊的物理性质和应用价值。
首先，准晶具有低摩擦系数和低热导率的特点，使其在润滑材料和热障涂层等领域有着广泛的应用。
其次，准晶还具有高硬度和高强度的特点，与金属和陶瓷相比具有更好的机械性能。
因此，准晶在材料加工、汽车制造和航空航天等领域的应用也越来越广泛。
此外，准晶还具有优异的电学和光学性能，使其在电子器件和光学器件等领域具有潜在的应用前景。
准晶在导电性能、光学透明度和磁学性能方面都具有特殊的优势，因此对其的研究和应用也成为当前热门的科研领域之一。
准晶的未来对准晶的研究还处于相对初级的阶段，很多问题仍然待解决。
当前的研究重点主要集中在准晶的合成方法、结构与性质之间的关系以及准晶的制备工艺等方面。
随着科学技术的不断进步，相信对准晶的认识会进一步深化，其潜在的应用领域也将继续扩展。
准晶体
性质3：最小内Βιβλιοθήκη 及稳定性晶体 ， 准晶体在相同的热力条件下 , 较于同种化学成分 的气体液体及非晶质而言 ,准晶体内能较小，晶体的内能 为最小。 晶体结构是一种有序结构。具有周期平移格子构造的固 体, 其内部质点在三维空间均成周期性平移重复的规则排 列 , 这种规则排列是质点之间的引力和斥力达到平衡的 结果准晶结构也是一种有序结构，其中质点呈准周期平 移排列 , 这种结构形式是较为稳定方式或准稳定方式。 在此类情况下 , 无论是使质点间的距离增大或是减小都 将导致质点的势能增加 这就意味着 , 在相同的热力学条 件下 , 准晶体的内能较小 , 晶体的内能应为最小。
性质2：准周期性
众所周知，五次对称性和周期性是不能共 存的。如果坚持五次对称，就必须考虑准 周期性。如图3，沿与5次轴正交的一个轴 看去（用箭头表明），线段的长度并不是 随意的，而仅有一长一短两种，他们的比 值恰好是黄金分割数1.618…，且图中所有 夹角都是π/5的整数倍。也就是说，虽然这 种二维结构中不具有周期性，但也不是完 全混乱无序的，无论是长度还是夹角都有 定值。
准晶体及其性质
概念
准晶体，是一种介于晶体和非晶体之 间的固体。准晶体具有与晶体相似的
长程有序的原子排列，但是准晶体不
具备晶体的平移对称性。
长程有序
若关联函数随空间距离增大收敛至非零常数则为长程有序，以幂函数形式 衰减至零则为准长程有序，以指数函数衰减至零则为短程有序。
性质1：五次旋转对称性
在传统结晶学中，五次对称会破坏空间点 阵的平移对称性，即不可能用五边形布满 二维平面，也不可能用二十面体填满三维 空间。英国人彭罗斯便在前人工作基础上 提出了一种以两种四边形的拼图铺满平面 的解决方案。准晶的形态中隐藏着美妙的 数学常数τ，亦即黄金分割数1.618……。彭 罗斯拼图以一胖一瘦两种四边形（内角分 别为72度、108度和36度、144度）镶拼而 成，两种四边形的数量之比正好是τ；同 样的，在准晶中，原子之间的距离之比也 往往趋近于这个值。
准晶
4，准晶的概念现在不仅仅在合金中，科学家们已经人工合成出了一些高分子的准晶，如liquid quasicrystal, 最近一些做合成的人又合成了一些纳米粒子，这些纳米粒子能够自组装成具有准晶结构的纳米结构。准晶的结构还为设计新型的材料提供了思路，比如光子准晶。
5，目前对于准晶的研究有几个方向。首先，是新型准晶的发现，尤其是稳定的二元准晶；其次，大尺寸准晶单晶的制备，这个是很多物理性质、表面性质研究的基础，因为准晶的组分严格，单晶生长的窗口小，所以做起来比较困难；第三，准晶的结构解析方法的建立；第四；也是很重要的，准晶物理性质的研究和控制，准晶有很多很好的物理性质，但是很难应用，如果能有效的调控这些物理性质，对开发准晶的应用将有很好的指导意义；第五；准晶的表面结构和性质，准晶一些优良的表面性质与其表面结构有着紧密的联系，但是对准晶表面结构的了解还不够，并且准晶作为一种准周期结构的衬底，在上面生长具有准周期结构的薄膜或者纳米结构在物理研究上也是很有意义的。
2，准晶的结构非常复杂，很难通过常规的方法解析。准晶没有周期性，所以没有晶胞的概念，从另一个角度也可以说准晶的晶胞是无穷大的。准晶的结构解析在实验上存在很多的困难，通过电子衍射和X射线衍射的方法可以得到大概的结构，但是很难确定不同元素原子的位置。An Pang Tsai发现的Cd-Yb准晶是一个特例，因为里面只有2中元素，大大的简化了结构解析，经过多年的努力An Pang Tsai跟他的合作者最终把Cd-Yb准晶的结构成功的解析出来，从而使得Cd-Yb准晶成为第一个结构清楚的准晶，为研究准晶的物理性质和表面性质等提供了理论基础。准晶结构的数学表述，通常在高维空间中通过切割投影的方法实行。
3，准晶有稳定的也有亚稳态的。很多通过甩带的方法制备的准晶是亚稳态的，包括最早发现的Al-Mn准晶。后来An Pang Tsai等人发现了大量的稳定态准晶，这些准晶可以生长成毫米或者厘米尺寸的单晶，其中最有代表性的就是Al-Fe-Cu, Al-Ni-Co, Al-Pd-Mn，以及Cd-Yb和Ag-In-Yb准晶是一种特殊结构的晶体（注意它是一种晶体），原子的排列没有周期性，但是长程有序，因此在TEM和XRD中都表现出明锐的亮点或者峰。很多人认为准晶是介于晶体和非晶的一种物质，因此XRD的峰应该比较宽，这个想法是错的，高质量的准晶单晶的峰很窄，跟Silicon差不多。准晶单晶看起来也跟普通的晶体没有什么区别，断面跟silicon晶体的断面类似，非常的亮。看一下我发表在Journal of crystal Growth上面的Growth of large single-grain quasicrystals in the Ag–In–Yb system by Bridgman method 估计有些印象。
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。
晶体 非晶体 准晶体
晶胞：实际晶体结构 晶胞：实际晶体结构中划分出的最小组成单位。 晶体结构中划分出的最小组成单位 最小组成单位。 注意： 注意： 晶胞的形状和大小，取决于其三个彼此相交 相交的 晶胞的形状和大小，取决于其三个彼此相交的行 上的结点间距 结点间距( 及其夹角 列 (X 、 Y 、 Z) 上的 结点间距 (a0 、 b0 、 c0) 及其 夹角 ( α、β、γ，其中 α = Y∧Z， β = X∧Z ，γ = X∧Y ) α、β、γ 和 a0、b0、c0 合称为晶胞参数。 合称为晶胞参数 晶胞参数。
三、准晶体的概念
准晶体（quasicrystal）： 准晶体（quasicrystal）： 是内部质点的排布具长程有序（远程规 内部质点的排布具长程有序 长程有序（ 律），但不具有三维周期性重复的格子构造的 ），但不具有三维周期性重复的格子构造的 不具有三维周期性重复 固体。 固体
§2 空间格子
§1 晶体、非晶质体与准晶体 一、晶体的概念
从本质上来讲，内部质点在三维空间 本质上来讲，内部质点 内部质点在
呈周期性重复排列的固体称为晶体。 周期性重复排列的固体称为晶体
即晶体是具有格子构造的固体。 是具有格子构造 格子构造的
晶体（crystal） crystal）
如：在石英晶体结构中， 如：在石英晶体结构中， 以A为中心选取 石英晶体结构 一个正六边形环 一个正六边形环作为研究对象，让它在三个 正六边形环作为研究对象 研究对象，让它在三个 不同的方向上平移。平移一段距离 不同的方向上平移。平移一段距离（假设为 一段距离（假设为 d1和d2）后六边形环与另外的六边形环重合。 ）后六边形环 六边形环与另外的六边形环重合。 六边形环重合 继续沿相同的方向平移 继续沿相同的方向平移相同的距离后，六边 平移相同的距离后，六边 形环仍然与相应的六边形环重合，从而说明 形环仍然与相应的六边形环重合，从而说明 六边形环重合 晶体内部质点 周期性排列。 晶体内部质点的周期性排列。 内部质点的
结晶学名词解释
晶体：内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。
非晶体：不具格子构造的物质。
准晶体：内部质点排列具有远程规律，但没有平移周期，不具格子构造。
自限性：是晶体在适当条件下可以自发形成几何多面体的性质。
均一性：同一晶体不同部分质点分布一致，各部分的性质相同。
异向性：晶体的性质随着方向的不同有所差异。
对称性：相同性质在不同方向或位置上有规律的重复。
最小内能性：晶体与同种物质的其他状态相比具有最小内能。
稳定性：在相同的热力学条件下，晶体比具有相同化学成分的非晶体稳定。
面角守恒定律：同种矿物的晶体，其对应晶面的角度守恒。
晶体对称定律：晶体中可能出现的对称轴只能是1 2 3 4 6，不可能存在5次轴或高于6次轴的对称轴。
整数定律：晶体上任意两晶面，在相交于一点且不再同一平面内的晶棱上的截距的比值之比为简单整数比。
晶带：交棱相互平行的一组晶面组合。
晶带定律：任意两晶棱相交必有一可能晶面，任意两晶面相交比可以决定一可能晶带。
单形：由对称要素联系起来的一组晶面组合。
结晶单形：根据32种对称型中单形晶面与对称要素之间的相对位置推到出来的单形类型。
几何单形：在结晶单形中按单形的形状总结出来的几何单形。
聚形：两个以上的单形聚合在一起，在这些单形共同圈闭的空间外形形成聚形。
平行六面体：空间格子中的最小重复单位。
晶胞：同上。
布拉维格子：晶体结构中只能出现14种不同形式的空间格子。
布拉维法则：晶体上的实际晶面平行与面网密度大的面网。
双晶：两个以上的同种晶体，彼此间按一定的对称关系相互取向组成的规则连生体。
平行连晶：若干个同种单晶体，彼此之间所有的结晶方向都一一对应相互平行组成的连生体。
双晶面：假想的平面，可使构成双晶的两个单体中的一个通过它的反映变换后与另一个单体重合或平行。
双晶轴：假想直线，双晶中一单体围绕它旋转一定角度后，可与另一个单体重合或平行。
双晶接合面：双晶中相邻单体间彼此结合的实际界面。
双晶律：单体构成双晶的具体规律。
晶体非晶准晶在结构上的异同
晶体非晶准晶在结构上的异同
晶体、非晶体和准晶体是固体材料中常见的三种结构形态。
它们在
结构上有着明显的异同，下面将分别进行介绍。
一、晶体
晶体是由原子、离子或分子按照一定的规律排列而成的固体材料。
晶
体的结构具有高度的有序性和周期性，其内部原子排列呈现出一定的
对称性。
晶体的结构可以用晶格和基元来描述，晶格是指晶体中原子、离子或分子排列的空间周期性结构，基元是指晶格中最小的重复单元。
晶体的结构可以通过X射线衍射等方法进行表征。
二、非晶体
非晶体是由原子、离子或分子无规则排列而成的固体材料。
非晶体的
结构缺乏周期性，其内部原子排列呈现出无序性。
非晶体的结构可以
用连续分布函数来描述，连续分布函数是指非晶体中原子、离子或分
子的位置分布函数。
非晶体的结构可以通过透射电镜等方法进行表征。
三、准晶体
准晶体是介于晶体和非晶体之间的一种结构形态。
准晶体的结构具有
一定的周期性，但是其周期性不如晶体那么完美，同时也存在着一定
的无序性。
准晶体的结构可以用准晶体晶格和准晶体基元来描述，准
晶体晶格是指准晶体中原子、离子或分子排列的空间周期性结构，准
晶体基元是指准晶体中最小的重复单元。
准晶体的结构可以通过透射
电镜等方法进行表征。
总的来说，晶体、非晶体和准晶体在结构上有着明显的异同。
晶体具
有高度的有序性和周期性，非晶体缺乏周期性，准晶体介于两者之间。
三者的结构可以用不同的方法进行表征，这些方法也反映了它们的结
构特点。
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。
准晶体的概念
准晶体的概念
准晶体（quasicrystal）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。
具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的平移对称性。
因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。
准晶体的发现，是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。
”然而，1987年，法国和日本科学家成功地在实验室中制造出了准晶体结构;2009年，科学家们在俄罗斯东部哈泰尔卡湖获取的矿物样本中发现了天然准晶体的“芳踪”，这种名为icosahedrite(取自正二十面体)的新矿物质由铝、铜和铁组成；瑞典一家公司也在一种耐用性最强的钢中发现了准晶体，这种钢被用于剃须刀片和眼科手术用的手术针中。
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质疑和嘲笑声包括著名化学家、两届诺贝尔奖得主莱纳斯·鲍林在内的一些化学界权威纷纷质疑谢赫特曼的发现。
即便如此，谢赫特曼也并未动摇自己的信念。
在1984年夏，他们向《应用物理杂志(Journal of Applied
Physics)》投了一篇稿件，可是，立即遭到了编辑的拒绝，稿件被退了回来。
晶体的定义应当是晶体是内部质点在3维空间呈周期性重复排列的固体或者说晶体是具有周期平移格子构造的固体。
准晶体的定义应当是准晶是同时具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性的固态有序相。
相对于晶体可以用一种单胞在空间中的无限重复来描述
准晶体也可以定义为:准晶是由两种(或两种以上“原胞”在空间无限重复构成的这些“原胞”的排列具有长程的准周期平移序和长程指向序
三维准晶、二维准晶和一维准晶指立体，平面、线条。
准周期性：一些事物运动的规律性不是很强,例如经济的运行,周期就有长有短,像这种不固定的周期就称准周期,以区别于上述意义上的周期.准,本来就是相近相似的意思.所以准周期就是近似意义上的周期。
二十面体准晶因具有磁各向异性而降低了磁导率
纳米畴就是具有纳米结构的晶体，它的边界叫畴。
Laves相的晶体结构有三种类型：①MgCu2型属立方晶系，②MgZn2型属六方晶系，③MgNi2属六方晶系
晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。
毫米级大块准晶难以制备的原因：
生成过程包括成核和长大两个过程。
一般是通过极冷淬火，准晶物质通常是伴随过饱和固溶体和其它金属间化合物一起形成的。
准晶体形成过程虽然还不太楚,但大致可以有以下种基本情况，气体-准晶体，溶体、熔体-准晶体，晶体-准晶体，玻璃-准晶体。
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）。