材料结构ppt课件

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3.原子球最紧密排列的两种方式
密排面：原子球在该平面内以最紧密方式排列。 堆积方式：在堆积时把一层的球心对准另一层球隙， 获得最紧密堆积，可以形成两种不同最紧密晶格排列。
AB AB AB排列 （六角密排晶格）
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ABC ABC ABC排列 （立方密堆） 15
前一种为六角密排晶格，（如Be、Mg、Zn、Cd）， 后一种晶格为立方密排晶格，或面心立方晶格（如 Cu、Ag、Au、Al）
1.1 晶体结构
晶体结构
1.1.1 空间点阵 1.1.2 密勒指数 1.1.3 倒格子
固体的结构分为： 非晶体结构
多晶体结构
晶体结构：原子规则排列，主要体现是原子排列具有周期
性，或者称长程有序。有此排列结构的材料为晶体。
晶体中原子、分子规则排列的结果使晶体具有规则的几何 外形，X射线衍射已证实这一结论。
结编点辑课示件 例图
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2 . 点阵学说概括了晶体结构的周期性
晶体由基元沿空间三个不同方向，各按一定的距离周期 性地平移而构成，基元每一平移距离称为周期。 在一定方向有着一定周期，不同方向上周期一 般不相同。 基元平移结果：点阵中每个结点周围情况都一样。
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3 . 晶格的形成
通过点阵中的结点，可以作许多平行的直线族 和平行的晶面族，点阵成为一些网格------晶格。
原胞边长总是一个周期，并各沿三个晶轴方向；
原胞体积为物理学原胞体积编辑的课件整数倍数。
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引出物理学原胞的意义：
三维格子的周期性可用数学的形式表示如下：
T(r)=T(r+l1a1+l2a2+l2a3) r为重复单元中任意处的矢量；T为晶格中任意物理量； l1、l2、l3是整数，a1、a2、a3是重复单元的边长矢量。 为进行固体物理学中的计算带来很大的方便。
准下面一层球隙，下层球心的排列位置用A标记， 上面一层球心的排列位置用B标记，体心立方晶格 中正方排列原子层之间的堆积方式可以表示为 ：
AB AB AB AB…
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体心立方晶格的特点：
为了保证同一层中原子球间的距离等于A-A层之间的 距离，正方排列的原子球并不是紧密靠在一起；
由几何关系证明，间隙=0.31r0，r0为原子球的半径。 具有体心立方晶格结构的金属：Li、Na 、K、 Rb、 Cs、 Fe等，
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1 . 点子
空间点阵学说中所称的点子，代表着结构中相同的位 置，也为结点，也可以代表原子周围相应点的位置。
关于结点的说明： 当晶体是由完全相同的一种原子组成，结点可以是原子本身位置。 当晶体中含有数种原子，这数种原子构成基本结构单元（基元）， 结点可以代表基元重心，原因是所有基元的重心都是结构中相同 位置，也可以代表基元中任意点子
位矢R
r
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R+r
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4 .结点的总体------不喇菲点阵或不喇菲格子
不喇菲点阵的特点：
每点周围情况都一样。是由一个结点沿三维空间周 期性平移形成，为了直观，可以取一些特殊的重复 单元（结晶学原胞）。
• 完全由相同的一种原子组成，则这种原子组成的 网格为不喇菲格子，和结点所组成的网格相同。
• 晶体的基元中包含两种或两种以上原子，每个基 元中，相应的同种原子各构成和结点相同网格----子 晶格（或亚晶格）。
反映周期性特征：只需概括空间三个方向上的周期大小， 原胞可以取最小重复单元（物理学原胞），结点只在顶 角上。
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反映对称性特征：
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晶体都具有自己特殊对称性。 • • • • • •
结晶学上所取原胞体积不一定最小，结点不一定只在顶 角上，可以在体心或面心上（晶体学原胞）；
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原胞概念的引出：
由于晶格周期性，可取一个以结点为顶点，边长等于 该方向上的周期的平行六面体作为重复单元，来概括 晶格的特征。
即每个方向不能是一个结点（或原子）本身，而是一 个结点（或原子）加上周期长度为a的区域，其中a叫 做基矢 。
这样的重复单元称为原胞。
平行六面体
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原胞（重复单元）的选取规则
• 复式格子（或晶体格子）是由所有相同结构子晶
格相互位移套构形成。 编辑课件
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二、晶格的实例
1. 简单立方晶格 2. 体心立方晶格 3. 原子球最紧密排列的两种方式
晶体格子（简称晶格）：晶体中原子排列的具体形 式。
原子规则堆积的意义：把晶格设想成为原子规则堆 积，有助于理解晶格组成，晶体结构及与其有关的 性能等。
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简单立方晶格单元沿着三个方向重复排列构成的图形
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2. 体心立方晶格
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体心立方晶格的典型单元
体心立方晶格的堆积方式
排列规则：层与层堆积方式是上面一层原子球心对
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1. 简单立方晶格
特点：
层内为正方排列，是原子球规则排列的最简单形式；
原子层叠起来，各层球完全对应，形成简单立方晶格；
这种晶格在实际晶体中不存在，但是一些更复杂的晶格
可以在简单立方晶格基础上加以分析。
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原子球的正方排列
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编辑课件简单立方晶格典型单元11
简单立方晶格的原子球心形成一个三维立方格子结 构，整个晶格可以看作是这样一个典型单元沿着三 个方向重复排列构成的结果。
面心立方晶格 （立方密排晶格）
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面心（111） 以立方密堆方式排列
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面心立方晶体（立方密排晶格）
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六方密堆晶格的原胞
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三 、不喇菲格子与复式格子
把基元只有一个原子的晶格，叫做不喇菲格子； 把基元包含两个或两个以上原子的，叫做复式格子。
注：如果晶体由一种原子构成，但在晶体中原子周围
非晶体结构：不具有长程有序。有此排列结构的材料为非
晶体。
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了解固体结构的意义： 固体中原子排列形式是研究固体
材料宏观性质和各种微观过编程辑课的件 基础。
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1.1.1 空 间 点 阵
一、布喇菲的空间点阵学说
晶体内部结构概括为是由一些相同点子在空间 有规则作周期性无限分布，这些点子的总体称 为点阵。
（该学说正确地反映了晶体内部结构长程有序特征，后 来被空间群理论充实发展为空间点阵学说，形成近代关 于晶体几何结构的完备理论。）