准晶的讲义
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
准晶固体
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。
倒易点阵
e=(e1,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）
一维晶体
• 重点介绍一维晶体-一维准晶模型———— 菲博纳奇（fibonacci）序列 其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两 段线段）的规律增长，若以L为起始项，则 会发现学列中L可以成双或成单出现，而S 只能成单出现，序列的任意项均为前两项 之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时， i=（1+√5）/2
• • • •
准晶作ห้องสมุดไป่ตู้结构材料增强相的应用 准晶相作为时效强化相 准晶纳米颗粒增强al基合金 准晶颗粒增强复合材料
• 准经材料在储氢材料，半导体材料和热值 发点材料等方面有良好的应用前景
准晶的制备
• 快速凝固：1 ，急冷凝固：是通过各种急速冷却 的方法冷却合金液，金属相在合金液冷却过程中 来不及形核和长大，使合金由液态直接转变为非 晶态或准静态2。深过冷 ：是通过各种有效的净 化方法，最大限度的避免或消除熔体壁和熔体中 异质形核作用，即从热力学方面抑制晶体相的形 成，使合金液获得在常规凝固条件下难以达到的 过冷度而实现快速凝固。3，高温熔淬：利用高压 使合金熔体在高压下以较低的冷却速度就能获得 一些非经和准晶
准晶的导电性能
• 准晶大多由金属元素构成，由金属元素形 成的晶体，他们的导电性是人所共知的 • 与金属晶体这些导电性质相比，准晶体一 般具有较大的电阻， • 当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增 加而减少，实验发现，准晶的导电性随样 品质量的改善而降低。
第二章
• 准晶导电的异常行为反映了系统准周期结 构对其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得到解释，金属具 有无能隙能带结构，电子易于跃迁，电阻 小，准晶能带结构存在赝能隙，电子不易 跃迁，电阻大
应用
• 准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数， 不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的 本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应 用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分 布与结构材料中， • 准经材料在表面改性材料中的应用 • 将准晶材料以涂层，耐热，耐磨 ，低 的摩察系数， 耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性 质，优化整体材料的性能
• 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。
• 物质在磁场中的行为通常有逆磁，顺磁， 铁磁，和反铁磁。 • 实际观察到，准晶在磁场中同样也有逆磁， 顺磁，铁磁，和反铁磁这些不同的行为 • 他们与金属的浓度，环境，温度，以及金 属的不同有关。
准晶的热性质
• 准晶的传热能力，与他的导电性一样，不 高，与温度是密切相关的 电流在导体中流动的同时，不断的把能量较 高的电子从一端输送至另一端，这样，在 导体中便形成一个温度场，即，温度梯度 / gradt≠0
• 什么是量子干涉？ • 就是电子波在传播路上会互相干涉，这就 是量子干涉效应，实际上，电子在运动中 还可能受到外磁场或电子本身自旋与散射 产生的轨道运动间的作用而发生相干散射， 由于这些散射时间在不同条件下相对大小 不同，以及他们本身一般都与外场和温度 有关，因此，准晶磁阻也就出现复杂的情 形。
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
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。
倒易点阵
e=(e1,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）
一维晶体
• 重点介绍一维晶体-一维准晶模型———— 菲博纳奇（fibonacci）序列 其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两 段线段）的规律增长，若以L为起始项，则 会发现学列中L可以成双或成单出现，而S 只能成单出现，序列的任意项均为前两项 之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时， i=（1+√5）/2
• • • •
准晶作ห้องสมุดไป่ตู้结构材料增强相的应用 准晶相作为时效强化相 准晶纳米颗粒增强al基合金 准晶颗粒增强复合材料
• 准经材料在储氢材料，半导体材料和热值 发点材料等方面有良好的应用前景
准晶的制备
• 快速凝固：1 ，急冷凝固：是通过各种急速冷却 的方法冷却合金液，金属相在合金液冷却过程中 来不及形核和长大，使合金由液态直接转变为非 晶态或准静态2。深过冷 ：是通过各种有效的净 化方法，最大限度的避免或消除熔体壁和熔体中 异质形核作用，即从热力学方面抑制晶体相的形 成，使合金液获得在常规凝固条件下难以达到的 过冷度而实现快速凝固。3，高温熔淬：利用高压 使合金熔体在高压下以较低的冷却速度就能获得 一些非经和准晶
准晶的导电性能
• 准晶大多由金属元素构成，由金属元素形 成的晶体，他们的导电性是人所共知的 • 与金属晶体这些导电性质相比，准晶体一 般具有较大的电阻， • 当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增 加而减少，实验发现，准晶的导电性随样 品质量的改善而降低。
第二章
• 准晶导电的异常行为反映了系统准周期结 构对其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得到解释，金属具 有无能隙能带结构，电子易于跃迁，电阻 小，准晶能带结构存在赝能隙，电子不易 跃迁，电阻大
应用
• 准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数， 不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的 本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应 用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分 布与结构材料中， • 准经材料在表面改性材料中的应用 • 将准晶材料以涂层，耐热，耐磨 ，低 的摩察系数， 耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性 质，优化整体材料的性能
• 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。
• 物质在磁场中的行为通常有逆磁，顺磁， 铁磁，和反铁磁。 • 实际观察到，准晶在磁场中同样也有逆磁， 顺磁，铁磁，和反铁磁这些不同的行为 • 他们与金属的浓度，环境，温度，以及金 属的不同有关。
准晶的热性质
• 准晶的传热能力，与他的导电性一样，不 高，与温度是密切相关的 电流在导体中流动的同时，不断的把能量较 高的电子从一端输送至另一端，这样，在 导体中便形成一个温度场，即，温度梯度 / gradt≠0
• 什么是量子干涉？ • 就是电子波在传播路上会互相干涉，这就 是量子干涉效应，实际上，电子在运动中 还可能受到外磁场或电子本身自旋与散射 产生的轨道运动间的作用而发生相干散射， 由于这些散射时间在不同条件下相对大小 不同，以及他们本身一般都与外场和温度 有关，因此，准晶磁阻也就出现复杂的情 形。
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