准晶材料的研究及应用
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，
基 金 项 目 ：本 实验 由 中 国 地 质 大 学 （ 京 ）物 理 实 验 中心 大 学 生 创 新 项 目资 助 北
准 品材料 的研 究及应用
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
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
大 类 。 所 谓 二 维 准 晶 ， 是 指 在 三 维 物
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
样 品质量 的 改善 反 而降 。准 晶异 常的
点有 较 高 的 硬 度 、 低 摩 擦 系数 、不 粘 性 、 耐 蚀 、 耐 脑 等 ， 但 准 品 材 料 任 常 温 环 境 Ｆ 晚 性 ， 这 大 大 限 制 了准 呈 晶的 应 用 。 目 前准 品材 料 丰 要 用 于 表
材 料 征 表 面 改 性 材 料 这 一 方 面 ， 主 要
一
ห้องสมุดไป่ตู้
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
品和亚稳定准 晶两大类 。至 今发现的
近 ２ ０种 准 晶 中 ， 有七 多种 是 热 力 ０ 学稳 定 的 。 准 晶 的导 电性 能 。 与金 属 的导 电 性 质相 比 ，准晶 显示 出一 种迦 然 不 同的
准晶的热性能。 准晶的热性能一般
不高 ，即它 的导 热 系数 Ｋ很 小 ，且 与温 度密 切有 关 。实 验还 观 察到十 次 准 晶的
１准 晶的分类 ．
准 晶 没 有 周 期 性 ，但 具 有 准 周 期
度有关。实验发现 ，准晶的导电性能随 面改性材料 和结构材料增强相 。准晶
应 用 于 炊具 表 面 材 料 、 隔 热 材料 和 太 阳能 工 薄 膜材料 ； 。 准品材料 在 作为 结 构 材 料 增 强 相 中 ，ｔ 要 用 准 品相 作 时 效 强 化 相 、 准 品纳 米 颗 粒 增 强 Ａ１ ／ 厶川 、片 准 晶颗 粒 增 强 复 合材 苴 ＩＭ ＝ ． 一Ｚ １ ＼ ｊ
中 存在 ５次对 称…，这 一发 现立 即 在崮 体 科学 界产 生 了很 大的 震撼 ，许 多科学 的 电阻率 Ｐ（ Ｋ） ４ ３ ２ ｍ， Ｉ Ａｌ ４ ＝ ．ｍ ｃ — ＿ Ｃ Ｒｕ的 电阻率 ｐ （Ｋ）＝３ ｍ ￡ ｕ ４ ０ ｍ。 构 有关 。 准 晶 的 应 用 。准 品 材 料 的 性 能 特
家 称 这 一 发 现标 志 着 经 典 晶体 学 的 瓦 解 。经过 数十 年 的研 究 ，这 一 发现 不但 没 有瓦 解 晶体学 理论 ，反而 丰 富 了晶体 学 的 内 容 ，扩 大 了 它 的 范 畴 。
当温度 不太 高 时 ，准 晶的 电 阻随温 度 的 增 加而 减 少 ，如 对 Ｉ Ａｌ Ｐ … ，它 ＿ ｄ Ｒｅ 的 电 阻率 在 ４ 至 ３ ０ 时 ，电阻 率之 Ｋ ０Ｋ 比 高达 ｌ ０ １ 准 晶的 电 阻与 其 组分 浓 １。 ９ ３
单胞沿着三个方向周期平移得到。长程 ２准 晶的性能 ．
电子导热 系数 有明显的各 向异性 。如
ｄ ｌｕ ｏ Ａ Ｃ Ｃ 中准 周期 平面 内 电 导 电系 数在 １ ０ 时要 比周期 方 向小一 个 数量 ０Ｋ
Ｓ ｈ ｃ ｔ ｎ等于 １８ 年在急冷的 Ａ ｃ ｅｈ ｍａ ９４ １ 性 质。准品…般有比较大的电阻；如在 级 ，在 １ 时小到两个数量级 。准晶 ． Ｋ Ｍｎ合金 中却 观 察列 二 十面 体 的对 称性 。温 度为 ４ Ｋ时 ：十 面 体准 晶 Ａ Ｃ ｅ 热 电现 象 中的 异常 与 们独特 的 能带结 二 １ ｕ Ｆ 它
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 。
物 理 空 间 的 材 料 中 ，原 子 在 三维 上 都
构 的 异 常 性 中得 到 解 释 。 准 晶 的 磁 性 能 。 组 成 物 质 的 粒 子 与磁场 的相 互作 用 反映在 两个 方面 ，
即 洛 仑兹 力 与 磁 矩 。 前 者 表 现 为 宏 观
是 呈 准 周 期 分 布 的 。 实 验 上 已发 现 的 三维 准 晶有二十 面 体准 晶和立 方 准 晶两
，
基 金 项 目 ：本 实验 由 中 国 地 质 大 学 （ 京 ）物 理 实 验 中心 大 学 生 创 新 项 目资 助 北
准 品材料 的研 究及应用
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
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
大 类 。 所 谓 二 维 准 晶 ， 是 指 在 三 维 物
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
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样 品质量 的 改善 反 而降 。准 晶异 常的
点有 较 高 的 硬 度 、 低 摩 擦 系数 、不 粘 性 、 耐 蚀 、 耐 脑 等 ， 但 准 品 材 料 任 常 温 环 境 Ｆ 晚 性 ， 这 大 大 限 制 了准 呈 晶的 应 用 。 目 前准 品材 料 丰 要 用 于 表
材 料 征 表 面 改 性 材 料 这 一 方 面 ， 主 要
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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
品和亚稳定准 晶两大类 。至 今发现的
近 ２ ０种 准 晶 中 ， 有七 多种 是 热 力 ０ 学稳 定 的 。 准 晶 的导 电性 能 。 与金 属 的导 电 性 质相 比 ，准晶 显示 出一 种迦 然 不 同的
准晶的热性能。 准晶的热性能一般
不高 ，即它 的导 热 系数 Ｋ很 小 ，且 与温 度密 切有 关 。实 验还 观 察到十 次 准 晶的
１准 晶的分类 ．
准 晶 没 有 周 期 性 ，但 具 有 准 周 期
度有关。实验发现 ，准晶的导电性能随 面改性材料 和结构材料增强相 。准晶
应 用 于 炊具 表 面 材 料 、 隔 热 材料 和 太 阳能 工 薄 膜材料 ； 。 准品材料 在 作为 结 构 材 料 增 强 相 中 ，ｔ 要 用 准 品相 作 时 效 强 化 相 、 准 品纳 米 颗 粒 增 强 Ａ１ ／ 厶川 、片 准 晶颗 粒 增 强 复 合材 苴 ＩＭ ＝ ． 一Ｚ １ ＼ ｊ
中 存在 ５次对 称…，这 一发 现立 即 在崮 体 科学 界产 生 了很 大的 震撼 ，许 多科学 的 电阻率 Ｐ（ Ｋ） ４ ３ ２ ｍ， Ｉ Ａｌ ４ ＝ ．ｍ ｃ — ＿ Ｃ Ｒｕ的 电阻率 ｐ （Ｋ）＝３ ｍ ￡ ｕ ４ ０ ｍ。 构 有关 。 准 晶 的 应 用 。准 品 材 料 的 性 能 特
家 称 这 一 发 现标 志 着 经 典 晶体 学 的 瓦 解 。经过 数十 年 的研 究 ，这 一 发现 不但 没 有瓦 解 晶体学 理论 ，反而 丰 富 了晶体 学 的 内 容 ，扩 大 了 它 的 范 畴 。
当温度 不太 高 时 ，准 晶的 电 阻随温 度 的 增 加而 减 少 ，如 对 Ｉ Ａｌ Ｐ … ，它 ＿ ｄ Ｒｅ 的 电 阻率 在 ４ 至 ３ ０ 时 ，电阻 率之 Ｋ ０Ｋ 比 高达 ｌ ０ １ 准 晶的 电 阻与 其 组分 浓 １。 ９ ３
单胞沿着三个方向周期平移得到。长程 ２准 晶的性能 ．
电子导热 系数 有明显的各 向异性 。如
ｄ ｌｕ ｏ Ａ Ｃ Ｃ 中准 周期 平面 内 电 导 电系 数在 １ ０ 时要 比周期 方 向小一 个 数量 ０Ｋ
Ｓ ｈ ｃ ｔ ｎ等于 １８ 年在急冷的 Ａ ｃ ｅｈ ｍａ ９４ １ 性 质。准品…般有比较大的电阻；如在 级 ，在 １ 时小到两个数量级 。准晶 ． Ｋ Ｍｎ合金 中却 观 察列 二 十面 体 的对 称性 。温 度为 ４ Ｋ时 ：十 面 体准 晶 Ａ Ｃ ｅ 热 电现 象 中的 异常 与 们独特 的 能带结 二 １ ｕ Ｆ 它
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 。
物 理 空 间 的 材 料 中 ，原 子 在 三维 上 都
构 的 异 常 性 中得 到 解 释 。 准 晶 的 磁 性 能 。 组 成 物 质 的 粒 子 与磁场 的相 互作 用 反映在 两个 方面 ，
即 洛 仑兹 力 与 磁 矩 。 前 者 表 现 为 宏 观
是 呈 准 周 期 分 布 的 。 实 验 上 已发 现 的 三维 准 晶有二十 面 体准 晶和立 方 准 晶两