1第一讲：绪论和晶体的形成
第1讲(绪论)
第一讲
W1
W2
F0=5000kg/h 蒸发器1 F1
x0=0.12
x1
蒸发器2
F2 x2=0.3
为求蒸发器1送出的 溶液浓度怎么办？
对盐作物料衡算：
对总物料作衡算： 解得：
F0 x0 F1x1
F0 W1 F1
F0=5000, x0=0.12,W1=0.3 两个方程, 两个未知
第二讲
本章小结
1.了解化工原理的研究对象和单元操作的分类。 2. 熟练掌握物料衡算和能量衡算方法。 3. 熟练掌握单位换算方法。
重点：物料衡算与能量衡算方法及单位换算 作业：P9：4
东北石油大学
化工原理
衡算的步骤：
画流程示意图
确定衡算范围
确定衡算基准
列衡算式
衡算的范围
衡算的对象
整个生产过程或其中的一部分
某一设备 系统中的所有物料
原则：包括未知数 已知量最多
某一个组分
Company Logo
第一讲
画流程示意图
确定衡算范围
确定衡算基准
列衡算式
例：在两个蒸发器中，每小时将5000kg的无机盐水溶液从12 ％（质量％）浓缩到30%。第二蒸发器比第一蒸发器多蒸出 5%的水分。试求：
化工原理来源于实践，又面向实践，应用于实践； 是化工技术工作者的看家本领。
为什么要学 ？
第一讲
§1.1 化工过程
例：聚氯乙烯塑料的生产过程
乙炔
吸收 提纯
氯化氢 提纯
加成反应 反应器
单体合成
聚合反应 聚合釜
单体精制 聚合
脱水
传热 传质
干燥
反应热 传热
初中物理第一册：晶体教案二字
初中物理第一册：晶体教案二字晶体教案晶体是指具有规则的排列方式和明显的晶格结构的固态物质。
晶体结构是由一定数量的原子或分子按照一定的规律排列，并沿着特定方向周期性排列形成的。
本篇教案将帮助学生学习晶体的基本概念、典型结构及特性。
一、基本概念：根据晶体的成分不同，晶体可以分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体四种。
金属晶体是由金属原子组成的晶体；离子晶体是由离子（正、负离子）组成的晶体；共价晶体是由共价键形成的晶体；分子晶体是由分子构成的晶体。
晶体的组成单位为晶胞，晶体的各项物理性质均与晶胞有关。
晶胞的大小和形状取决于晶体的结构类型。
晶体结构有点阵结构和层状结构两种。
点阵结构又分为立方晶系、六方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系和三斜晶系。
层状结构又分为全息结构和层间孔洞结构两种。
二、典型结构离子晶体的典型结构为NaCl晶体，它由钠离子和氯离子组成。
NaCl晶体的晶胞为面心立方晶胞，具有六个面，八个顶点和十二条边。
共价晶体的典型结构为金刚石晶体，它由碳原子组成。
金刚石晶体的晶胞为菱形晶胞，具有八个面，八个顶点和十二条边。
分子晶体的典型结构为冰晶体，它由H2O分子组成。
冰晶体的晶胞为基本平行六面体晶胞，具有六个面，八个顶点和十二条边。
三、特性晶体的特性包括晶体的硬度、光学性质、声学性质、电学性质等。
晶体的硬度指的是晶体的抵抗外力破坏的能力。
钻石是一种具有非常高硬度的晶体，具有非常好的韧性和熔点。
晶体的光学性质指的是晶体对光的吸收、偏振和缺陷等。
二氧化硅是一种具有特殊光学性质的晶体，可以透过包括紫外线和红外线在内的大部分波长范围的光。
晶体的声学性质指的是晶体对声波的传播和反射能力。
石英是一种非常有用的晶体，可以用于制造声振器，例如用于无线电收发器中的压电石英晶体。
晶体的电学性质指的是晶体在外电场或磁场下的电效应。
铁电体是一种具有独特电学性质的晶体，在应用电子学和光学器件制造中具有重要作用。
四、教学方法本节课程将采用多种交互式教学方法，包括小组讨论、问题解答、实验演示和模拟仿真。
第1讲(绪论)
二、中考化学考什么
1.中考化学命题的基本思路： 重视基础，关注探究，联系实际，促进发展。
2.近年化学中考主要题型：
选择题、填空题、解答题（实验探究、化学 计算）
近年化学中考的考查方向：
1、注重对化学核心概念的考查，重点考查身边的化 学物质； 2、注重考查生活及社会实践中的具体问题，考查同 学们对基本概念原理的理解及运用这些概念和原理在 实际情景中分析、解决简单问题的能力； 3、注重考查同学们的信息处理、分析和加工能力；
我国人民的贡献
1、公元前1700年（商代）开始冶炼青铜 2、春秋战国时期懂得冶铁炼钢 3、我国古代的四大发明中有两项与化学有关 （火药、造纸术）
蜡 染 屏 风 酿 酒 拓 片 彩 陶 盆
青铜剑
（三）现代化学：合成新分子阶段 从20世纪下半叶起，化学的主要任务不再是 发现新元素，而是合成新分子。在本世纪人们已 不满足于合成新分子，而是把分子扩展组装成分 子材料、分子器件、分子机器，例如分子开关、 分子磁体、分子电路，分子计算机等。
（三）教材在整体设计上，内容呈现顺序由浅 入深阶梯式上升，难点相对弱化且合理分散。教材 编写认真研究了同学们的心理，利用一些可视性强 的材料、插图和实验激发同学们的兴趣，以降解难 点，突出重点。新教材中插图很多，如每一单元首 页都有一幅彩图，给人以赏心悦目的感觉；但也有 一些插图给人以强烈的社会责任感，如水污染、空 气污染等；还有些插图能直观的反映出一些抽象的 反应过程或微粒的运动，如上册“过氧化氢分解” 示意图、“品红在水中的扩散”、“钠与氯气反应 形成氯化钠”、“干冰升华”等等。
第一讲：揭开初三化学
的神迷面纱
一、化学教材的特征 （一）人教版初三化学，分上下两册，共12单 元，单元内与单元间都彼此融合，相互关联。科 学探究精神贯穿其中，全书图文并茂，创设了多 种学习情景，许多素材取自日常生活，通过学习 相信能让同学们体会到生活中处处有化学，体会 到化学是门应用学科。 比如：为什么火炉用扇子越扇会越旺，而蜡烛用 扇子一扇就会熄灭？ 晚上，在煤炉上放一壶水真的就可以防止煤气 中毒吗？
第一讲绪论晶体结合能
晶体中各离子间的互相结合，可以看作是球 体的堆积，球体堆积的密度越大，系统的势 能就越低，晶体越稳定，此即球体最紧密堆 积原理 适用范围：典型的离子晶体和金属晶体。
质点堆积方式
根据质点的大小不同，球体最紧密堆积方
式可分为等径球和不等径球两种情况。 等径球最紧密堆积时，在平面上每个球与6 个球相接触，形成第一层，此时每3个彼此 相接触的球体之间形成1个弧线三角形空隙， 每个球周围有6个弧线三角形空隙，其中3 个空隙的尖角指向图的下方，其中心位置 标记为B，另外3个空隙的尖角指向图的上 方，标记为C这两种空隙相间分布。
单晶纤维、单晶硅；
多晶材料是由许多晶粒组成的材料，其性能与晶粒
大小、晶界的性质有密切的关系。
非晶态材料是由原子或分子排列无明显规律的固体
材料，如玻璃、高分子材料。
按材料的尺寸分类
材料按材料的尺寸可分为零维材料、一维 材料、二维材料、三维材料。
按物理性质可分为：导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁
例题：计算MgO和GaAs晶体中离子 键成分是多少？
解：查元素电负性数据得到XMg＝1.31，
XO＝3.44，XGa＝1.81，XAs＝2.18
则 MgO中离子键％＝ 1－exp[-1/4(1.31-3.44)2]=0.68 GaAs中离子键％＝ 1－exp[-1/4(1.81-2.18)2]=0.04 由此可见,MgO晶体的化学键以离子键为主，GaAs 晶体则是典型的共价键晶体。
材料科学与工程的四个基本要素： 合成与加工、组成与结构、性质、使用性能。探索这四 个要素之间的关系 ( 如图 ) ，覆盖从基础学科到工程的全部 内容。四个要素之间的密切关系确定了材料科学与工程这 一领域，确定了材料科学基础课程的教学线索。
第二章晶体的基本概念
3
固体的鉴定和分析：物相和成分
SrO + TiO2 SrTiO3
物相鉴定最常用的方法是X-射线衍射。它是基 于一种特定的相具有特征的结构参数,从而表现特征 的衍射参数。
2018/3/9
发现材
结构与性
探索和设
料性能 能的关系 计新材料
• 1986年，(La,Ba)2CuO4
Tc>30K
金刚石 C
石英 SiO2
萤石 CaF2
锆石 ZrSiO4
单晶体(single crystal)和多晶体(polycrystal)
单晶体：原子或离子按一定的几何规律完成周期排列的整块晶体。 多晶体：由许许多多单晶体微粒所形成的固体集合体。
single crystal
particle
polycrystal
对称性
例如食盐晶体具有立方体外形，云母片上的蜡熔化 图形呈椭圆形，而不是呈其他任意的不规则形状， 这些都说明有对称性存在。
晶体(crystal)与非晶体(non-crystal)的异同
non-crystal ：Some substances, such as wax, pitch and glass, which posses the outward appearance of being in the solid state, yield and flow under pressure, and they are sometimes regarded as highly viscous liquid.
YBa2Cu3O7-z
90K
Bi2Sr2Can-1CunOz 7-110K
Tl2Ba2Can-1CunOz >93K • 它们是由钙钛矿衍生出来的准二维层状结构。
凝固原理讲义-第一课绪论
涉及凝固过程的重要生产环节
8
铸造：
锭模铸造 连续铸造 精密铸造
熔模铸造 金属型铸造 陶瓷铸造 压力铸造 消失模铸造 挤压铸造
焊接
2020/3/25
快速凝固过程：
甩带 平面流铸造 雾化 深过冷 表面重熔
定向凝固：
布里奇曼法 直拉法 区熔 电渣重熔法
本门课程设计的意义
由一个晶核长成的晶体就 是一个晶粒。
若整个结晶过程只有一个 晶核形成并长大，即形成 单晶体金属。
常用金属多为多晶体金属 。
2020/3/25
纯金属结晶过程示意
31
2020/3/25
凝固过程中的热力学和动力学
重要的基础概念 金属凝固的现象 金属凝固的热力学条件 金属凝固的结构条件
形核过程 长大过程 铸锭的组织与缺陷
2020/3/25
形核过程
42
一.均匀形核 当液态金属非常纯净、不含任何杂质
时，在相当大的过冷度下，固态晶核依靠 液相内部的结构起伏直接从液相中自发形 成。
也即：新相晶核是在均一的母相内均 匀地形成称为均匀形核。
2020/3/25
形核过程
43
在过冷的条件下，金属液体 中晶胚的形成和增大，将引起系 统自由能变化：一方面，转变为 固态的那部分体积会引起自由能 下降；另一方面，晶胚与液相之 间增加的界面会造成自由能（表 面能）增大。设单位体积自由能 的下降为 ΔGv (ΔGv < 0)， 单 位面积的表面能为σ；假设晶胚 为球体，半径为r, 则过冷条件下 形成一个晶胚时，系统自由能的 变化为（见动画演示）
ii
)
iL
p
p
（2-15)
纯溶质元素在液态时的标准化学位
活度系数
金属晶体的形成
金属晶体的形成
1、原子的凝聚：金属晶体是由原子组成的，这些原子需要先凝聚在一起才能形成晶体。
2、形成晶粒：在凝聚的过程中，原子排列不规则，难以形成有序的晶体结构。
因此，需要通过控制凝聚速率、温度等条件来促进原子有序排列，形成小的晶粒。
3、晶粒长大：小的晶粒会相互接触并合并成为更大的晶体，经过多次重复后形成完整的大晶体。
4、金属键的形成：金属晶体的原子间结合方式是金属键，即金属原子间通过共享自由电子形成金属晶体的共价键。
在晶体形成过程中，金属原子会释放出部分自由电子，形成电子气体，从而产生金属键。
5、最终定型：晶体长大到一定大小后，会逐渐失去活跃性，形成最终稳定的晶体结构。
绪论,第一章金属的结构与结晶
73
1、过冷现象：金属的实际结晶温度低于 理论结晶温度（熔点）。 2、过冷度：金属的理论结晶温度Tm与实 际结晶温度Tn之差。 △T=Tm-Tn>0 3、同一成分的金属，冷却速度愈大，则 过冷度也愈大。 4、临界过冷度（△Tk）：过冷度有一最 小值，若过冷度小于这个值，结晶过程 就不能进行。
74
(二)结晶过程的微观现象
原子密度最大的晶面是（111），
晶向是［110］。
51
52
(四)晶体的各向异性
由于晶体中不同晶面和晶向上的原子 密度不同，因而晶体在不同方向上的性能 有所差异。 如冷轧硅钢片，当易于磁化的〈100〉 晶向平行于轧制方向时，得到优异的磁导 率。
53
§ 1-2金属的实际结构和缺陷
一、多晶体结构 1、单晶体：内部的晶格位向完全一致的 晶体。
九江长江大桥 : 跨度216 米,始建于 1973年12月，1992年公路桥建成通车，
3
§0-2 影响金属材料性能的因素 一、化学成分 组成金属材料的各种元素的种类及其浓 度（一般用重量百分数）。 成分 铝 抗拉强度(MPa) 20-80 延伸率 （%） 32-40
铜
纯铁
200-240
250-330
6
3、显微组织：用100-2000倍的显微镜所观 察到的组织。（反映了晶粒的种类、形状、 大小以及各种晶粒的相对数量和相对分布）
通常所说的组织就是指显微组织。
7
8
9
10
11
12
13
14
15
第一章
金属的结构与结晶
16
§1-1金属的晶体结构 一、晶体的概念 1、晶体：原子(离子)呈规则排列的物质。 2、晶体结构（结构）：构成晶体的原子在 三维空间的具体的排列方式。 3、晶格：表示晶体中原子排列形式的空间 格子。 建立：原子简化成点，用假想线连接点。
结晶学基础教案
第一部分结晶学基础教案任课老师：许虹2002年2月第一章绪论一．晶体和非晶体 crystal and noncrystal晶体：具有格子构造的固体。
如SiO2:石英——晶体,玻璃——非晶体NaCl晶体二．空间格子 Space lattice晶格结点重复规律，抽象→ 几何图形—空间格子—相当点组成相当点条件：（1）性质相同，质点，空间任意一点（2）环境方位性同空间格子要素：空间格子最小重复单位。
实际晶体相应的是晶胞（形状，大小）三．晶体的基本性质 The ultimate properties of crystal自限性 property of self-confinement,均一性 homogeneity,各向异性 anisotropy,对称性symmetry,最小内能minimum internalenergy,稳定性 stability第二章晶体的形成 crystal formation （第一章和第二章共2学时）重点：晶体概念，空间格子，晶体的基本性质难点：空间格子←NaCl晶体←空间格子←NaCl, FeS2一．晶体形成的方式the way of crystal formation 二．晶核的形成三，晶体的生长 crystal growth介绍两种主要理论。
1．层生长理论layer growth2．螺旋生长理论 BCF Buston-Cabresa-Frank三．晶面发育growth of crystal face三个主要理论。
1.布拉维法则law of Bravais实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网。
2.居里—吴里夫原理就晶体的平衡形态而言，各晶面的生长速度与各晶面的比表面能成正比。
3.周期键链理论PBC Periodic Bond Chain晶体平行键链生长，键力最强的方向生长速度最快。
第三章、晶体的测量与投影一．面角恒等定律Law of constancy of angle 定律：同种晶体之间，对应晶面间的夹角恒等。
晶体学基础第1章-课件1
晶体学基础绪论刘彤固体中的晶体气态：内部微粒（原子、分子、离子）无规运动液态：内部微粒（原子、分子、离子）无规运动固态：内部微粒（原子、分子、离子）振动自然界中绝大多数固体物质都是晶体。
如：食盐、冰糖、金属、岩石等。
¾单质金属和合金在一般条件下都是晶体。
¾一些陶瓷材料是晶体。
¾高聚物在某些条件下也是晶体。
“德里紫蓝宝石”如何在千姿百态的晶体中发现其规律？熔体凝固液相结晶晶体并非局限于天然生成的固体人工单晶飞机发动机叶片飞机发动机晶体的共同规律和基本特征?水晶石英晶体具有规则的凸多面体外形。
α石英的内部结构大球代表小球代表晶体的概念NaCl的晶体结构晶体（crystal）：其内部质点（原子、分子或离子）在3维空间周期性重复排列的固体。
也称具有格子构造的固体。
晶体材料：单晶，多晶¾在一个单晶体的范围内，晶格中的质点均呈有序分布。
多晶体内形成许多局限于每个小区域内的有序结构畴，但在畴与畴之质点的分布是无序的或只是部分有序的。
晶界（晶体缺陷）Be 2O 3非晶体Be 2O 3 晶体分子晶体（范德华力）晶体学的发展历史¾有文字记载以前，人们对矿物晶体瑰丽的色彩和特别的多面体外形引起了的注意，开始观察研究晶体的外形特征。
¾17世纪中叶，丹麦学者斯丹诺（steno）1669年提出面角守恒定律，这可以说是晶体学作为一门正式科学的标志，它找出了晶体复杂外形中的规律性，从而奠定了几何晶体学的基础。
¾1801年，法国结晶学家阿羽依（Haüy）基于对方解石晶体沿解理面破裂现象的观察，发现晶体学基本定律之一的整数定律。
¾1805-1809年，德国学者魏斯(Weiss)发现晶带定律以及晶体外形对称理论。
几何晶体学发展到了相当高的程度。
¾1830年，德国学者赫塞尔（Hessel)推导出描述晶体外形对称性的32种点群。
¾1837年，英国学者米勒（Miller）提出晶面在三维空间位置的表示方法---米勒指数。
第一章 晶体结构
Wigner-Seitz原胞（对称原胞）
3.晶胞（or单胞）： 为反映晶格的对称性，在结晶学中选择较大的周期单元 → 称为晶体学原胞.
4.晶胞的基矢： 沿晶胞的三个棱所作的三个矢量，常 晶格常数：指晶胞的边长. 固体物理学原胞：最小重复单元—只反映周期性 (n=1) 晶体学原胞：反映周期性和对称性 （n ≥1)
金刚石由碳原子构成.
构成：由面心立方单元的中心到顶角 引8条对角线，在互不相邻的4条对角 线的中点处各加一个原子，就得到金 刚石结构。
一个碳原子和其它四个碳原 子构成一个正四面体。
配位数：4
金刚石晶格结构的 典型单元
五、金刚石晶格
1·特点：每个原子有4 个最近邻，它们正好在一个正 四面体的顶角位置
简单立方晶格的典 型单元
(原胞,晶胞)
bcc
bcc 格子的一个立方单元体 积中含的原子数：2 晶胞
原胞--由立方体的中心到三个近 邻格点(顶点)引三个基矢： a a1 i j k 2 a a2 i j k 2 a a3 i j k 2
一、基元
基元：是构成晶体的完全相同的原子、分子或原子团。 “完全相同” 的含义：原子的化学性质完全 相同，且原子的几何环境完全相同． 单个原子、分子或有若干个原子的集团 基元是一种原子的晶体：铜、金、银等； 基元是两种或两种以上原子组成的原子团： 金刚石、氯化钠、磷化镓等.
二、格点（结点）
格点：代表基元在空间中的位置的点称为格点。 每个代表点都必须选择在各个基元的相同位置上。 如选择基元的重心，也可以选择在基元 中的某个原子上。 因为一切基元的组成，位向都相同。 →一切格点是等价的 。 格点在空间分布的周期性与晶体中原子排列的周 期性完全一致。
机械制造基础教案
《机械制造基础》第一讲绪论一、案例导入：本课程题目为《机械制造基础》，因此我们研究的内容都是围绕机械制造过程展开的。
那么到底机械制造过程有哪些呢？二、教学内容：1.本课程学习意义熟悉各种工程材料性能，合理选择材料；初步掌握与选用毛坯或零件的成形方法及机械零件表面加工方法；选用公差配合了解工艺规程制订的原则与方法2.本课程知识体系“工程材料”部分：以剖析铁碳合金的金相组织为基础，以介绍工程材料的性质与合理选材为重点；热加工工艺基础：“铸造”、“锻压”、“焊接”，认识这些加工方法的用途与实现方法；互换性与测量技术：理解公差配合概念与选用；机械加工工艺基础：“毛坯选择”、“金属切削加工技术”、“机械零件表面加工技术”、“机械加工工艺规程编制”特殊加工与先进制造技术：了解用途与应用场合3.学习方法总结归纳各章节学习目的，形成完整知识体系（宏观）突出各章重点与细节，加深对知识点的深入认识（微观）在相关生产实习过程中，遇到实际问题，结合课本知识，继续自学4.机械制造的概念将原材料（毛坯）与相关辅料转变成为成品（机械零件）的过程5.机械制造主要过程技术准备毛坯制造零件加工产品检验与装配产品检验与装配（1）技术准备阶段制订工艺规程原材料选则与供应刀具、夹具、量具的配备热处理设备与检测仪器的准备（2）毛坯制造阶段方法多种，常见的有铸造、锻压、焊接与型材铸造：金属液态成形，各种尺寸、形状复杂的毛坯或零件。
（适应性广、成本低廉）锻压：用外力对金属坯料施压使其产生塑性变形（锻造与冲压，改善金属的力学性能，生产效率高、节省材料）焊接：相互分离的金属材料借助于原子间的结合力连接起来。
（连接性好、省工省材料、结构重要轻）型材：直接从型材厂购买（3）零件加工阶段金属切削加工是主要加工手段。
（车、铣、钻、镗、磨、刨、插、拉）等特种加工应用日趋广泛（电火花、电解、超声波、激光、电子束、离子束、等离子弧、化学等等）选择原则：零件批量、精度、表面粗糙度、技术实现方式，价格成本等等综合考虑（4）产品检验与装配零件检验目的：使零件加工误差在允许范围内零件检验对象：一般场合，工序、加工过程中的尺寸变化、加工完成后几何形状误差；在要求高的场合（重载、高压、高温、可靠性要求很高）内部性能（缺陷检验、力学性能、金相组织检验）装配：遵守严格的装配规范。
结晶学与矿物学重点
结晶学第一讲：绪论及晶体的形成结晶学：是以晶体为研究对象，以晶体的生成和变化、晶体外部形态的几何性质、晶体的内部结构、化学组成和物理性质及其相互关系为研究内容的一门自然学科。
1) 晶体、格子构造、空间格子、相当点；它们之间的关系。
晶体：定义：晶体是具有格子构造内部，质点在三维空间作平移周期重复（本质）的固体。
准晶体：排列是有规律的重复，但不具有周期性和格子构造。
空间格子是表示这种重复规律的几何图形。
首先在晶体结构中找出相当点，再将相当点按照一定的规律连接起来就形成了空间格子。
相当点（两个条件：1、性质相同，2、周围环境相同。
）平行六面体是三维空间内空间格子可以划出一个最小重复单位，由六个两两平行而且相等的面织成。
2) 结点、行列、面网、平行六面体; 结点间距、面网间距与面网密度的关系. 结点是空间格子中的点，它们代表晶体结构中的相当点。
它们只有几何意义，为几何点。
行列：由结点在直线上的排列构成。
行列中相邻结点间的距离称为该行列的结点间距。
结点在平面上的分布即构成面网。
面网上单位面积内结点的密度称为网面密度，与面网间距成正比。
实际晶体结构中所划分出的这样的相应的单位，称为晶胞(晶胞参数：a, b, c; α,β,γ ,也称为轴长与轴角）。
晶胞的形状与大小，则取决于它的三个披此相交的棱的长度。
3）晶体的基本性质：自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能、稳定性，并解释为什么。
均一性与异向性有矛盾吗：没有。
均一性是晶体格子整体的性质，异向性是格子构造中不同行列各结点排列的性质。
4) 晶体的生长途径及生长理论（层生长理论、螺旋生长理论）。
生长途径：1由液相转变为固相(1)从熔体中结晶(2)从溶液中结晶2由气相转变为固相3由固相再结晶为固相(1)同质多象转变(2)原矿物晶粒逐渐变大(3)固溶体分解(4)变晶(5)由固态非晶质结晶生长理论：层生长理论在理想情况下在晶核基础上生长时，应先生长一条行列，然后生长相邻的行列，在长满一层面网后再开始生长第二层面网，这样晶面一层一层地逐渐向外平行推移，最外层的面网便发育成晶体的晶面。
晶体生长技术
22:45
7
• 祖母绿 是矿物绿柱石中的一种， 为一种铍铝硅酸盐 铍铝硅酸盐矿物，因含 铍铝硅酸盐 有微量铬离子 铬离子而呈绿色，自然 铬离子 界中常呈六方柱状晶体产出， 表面有纵纹。硬度为7.5-8，密 度 为 2.71g/cm3 左 右 ， 内 部 常 含有多种矿物包体、气液包体 等等。 • 世界上最主要的祖母绿产地有 哥伦比亚、巴西、俄罗斯、津 巴布韦、印度、澳大利亚等地， 另外在中国的云南也产祖母绿。
• 非晶态物质在地球上含量很少，由于晶体能量小而最 稳定，这些非晶态物质基本上都已经自发转化为晶体 了。地球上的物质经过漫长的地质年代演化，基本上 都演化成这种最稳定的形式-----晶体了，所以非晶态物 质非常少。
22:45
钟乳石横截面
13
宝石与玉石
• 天然晶体中，还有一些十分珍贵和稀少的晶体，被人们称 为“宝石” 和“玉石”。 那么，什么样的天然晶体才能 称之为宝石和玉石呢？ • 能够称得上是宝石或玉石的必须具备以下三个条件： • 1、 瑰丽：晶莹艳丽、光彩夺目，这是作为宝石和玉石的 首要条件； • 2、 稀少：物以稀为贵，稀少决定着宝石和玉石的价值； • 3、 耐久：质地坚硬、经久耐用，这是宝石和玉石的价值 能得以保存的重要特征。
矿石
22:45 11
非晶态准矿石
• 地球上是有一些非晶态物质的，例如：玛瑙、蛋白石、 钟乳石、火山玻璃等，但这些非晶态物质在地球上含 量很少，而且基本上都已经自发转化为晶体了。在地 球上的非晶态的物质我们称之为“准矿物”。“准矿 物”都有自发晶化形成“矿物”的趋势。
玛瑙
22:45
钟乳石
蛋白石
12
准矿石的晶化
22:45
8
碧玺
石榴石
晶体的结构
富勒
克罗托受建筑学家理查德· 巴克明斯特· 富勒设计的美国万国博 览馆球形圆顶薄壳建筑的启发，认为C60可能具有类似球体的结构， 因此将其命名为buckminster fullerene（巴克明斯特· 富勒烯，简称 富勒烯）。
惠特尼美国艺术博物馆
富勒烯是一系列纯碳组成的原子簇的总称。它们是由非 平面的五元环、六元环等构成的封闭式空心球形或椭球形 结构的共轭烯。
准晶体：
准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有 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。 1984年Shechtman（谢切 曼）等人用快速冷却方法 制备了Al4Mn准晶体—— 其电子衍射斑具有明显的 五次对称性（五重旋转对 称）但并无平移周期性的 合金相，称为准晶体。 晶体中不存在五重旋 转对称轴。
第二章 （二）晶体中原子靠什么力结合在一起？ 晶体的结合 （三）绝对温度（0K）下原子是不动的，加热后， 原子在平衡态下振动。 第三章
晶格振动和晶体热力 学性质 Nhomakorabea（四）缺陷对晶体性质的影响。
第四章
晶体的缺陷
（五）晶体中电子的行为——能带理论。 第五、六章
§1.1 晶体的共性
(一) 晶体结构
固体
晶体 单晶体
配位数： 12
(四) 立方密排（面心立方堆积） 原子球排列之二 ABCABC…—— 面心立方晶格
B层原子球排列
C层原子球排列
原子球排列 —— ABC ABC ABC …… 面心立方晶格结构晶体
Cu、Ag、Au、Al
晶胞中原子数目： 4。 在体心立方晶胞中，每 个角上的原子在晶格中同 时属于8个相邻的晶胞， 每个角上的原子属于一个 晶胞1/8。面上一个原子属 于两个晶胞，每个面上的 原子属于一个晶胞1/2 。 致密度： 0.74 配位数： 12
矿物岩石学-主要内容
以粒状、斑状结构为特 粒状、斑状结构为特 碎屑、 变晶、变余、 以碎屑、泥质及生物碎 以变晶、变余、压碎结 还可以是隐晶质 隐晶质、 征，还可以是隐晶质、 屑结构为其特征 为其特征 屑结构为其特征 构为其特征 玻璃质结构 流纹、 具流纹、气孔及块状构 造 多以侵入体出现， 多以侵入体出现，少数 侵入体出现 喷出岩呈不规则状 不规则状产出 喷出岩呈不规则状产出 多具层理构造 多具层理构造 多具片理构造 多具片理构造
P161 • 硫酸盐
– 重晶石 – 石膏
• 其它
– 白钨矿 – 磷灰石
概述
氧化物类
刚玉 赤铁矿 金红石 锡石 软锰矿 α-石英 β-石英 蛋白石 磁铁矿 铬铁矿
氢氧化物类
铝土矿 褐铁矿 硬锰矿
概述
• 萤石 • 石盐
概述
• 简单硫化物 – 方铅矿 – 闪锌矿 – 辰砂 – 黄铜矿 – 辉锑矿 – 雌黄 – 雄黄 – 辉钼矿
岩类 特征
岩浆岩
均为原生矿物， 均为原生矿物，其成分 原生矿物 复杂，但较稳定， 复杂，但较稳定，常见 的有：石英、长石、 的有：石英、长石、角 闪石、辉石、 闪石、辉石、橄榄石和 黑云母等。 黑云母等。
沉积岩
变质岩
矿 物 成 分 结构 构造 产状 分布
次生矿物占相当数量， 次生矿物占相当数量， 除具有原岩的矿物成分 占相当数量 矿物成分简单 简单， 尚有典型的变质矿 矿物成分简单，但一般 外，尚有典型的变质矿 多不固定，常见的有： 如石榴子石、 多不固定，常见的有： 物，如石榴子石、透辉 石英、 正长石、 白云母、 矽线石、蓝晶石、 石英、 正长石、 白云母、 石、矽线石、蓝晶石、 方解石、白云石、 十字石、红柱石、 方解石、白云石、高岭 十字石、红柱石、阳起 石、 绿泥石和海绿石等。 绿泥石和海绿石等。 石、符山石等。 符山石等。
chap1 晶体与晶体的基本性质
之一
三斜原始格子
单斜原始格子
单斜底心格子
十四种布拉维格子
之二
斜方原始格子
斜方底心格子
斜方体心格子
斜方面心格子
十四种布拉维格子
之三
四方原始格子
四方体心格子
六方原始格子
三方原始格子
十四种布拉维格子
之四
立方原始格子
立方体心格子
立方面心格子
第四节 晶体的基本性质
一切晶体所共有、并能以此与其他状态 的物体相区别的性质
面网AA’间距 d1 面网BB’间距 d2 面网CC’间距
面网间距依次减小，面网密度也是 依次减小的。 所以: 面网密度与面网间距成正比。
（4）平行六面体
结点在三维空间形成的最小重复单位。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
b
a
c
空间格子可视为由平行六面体在三维空间平行地、 毫无间隙地重复堆砌而成的。
平行六面体可具有各种不同的形状，各种形状的平行
等同点的分布可以体现晶体结构中所有质点的平移重复规律，连接三维
空间的相当点，即可获得空间格子。
2 空间格子的定义
空间格子：晶体内部质点在三维空间作周期性平移 重复排列所构成的几何图形。 说明：同一种晶体结构中的所有质点所构成的空间 格子类型是相同的(只有一种)，只是在组成晶体结
构时有所平移，但等同点可以有很多种。
斜方格子 abc, ===90
之三
三方格子
a=b=c, ==90
三斜格子
abc, 90
4种类型的格子
原始格子 （P）
底心格子 （C）
体心格子 （ I）
面心格子 （F）
14 Why not 28 (47) ?