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1、第一章 晶体结构1.1 晶体的特征一、晶体、非晶体、液晶和准晶体,1.晶体(1)构造 在微米量级是有序排列的长程有序(103nm)。(2)熔点 在熔化过程中，晶态固体的长程有序解体时对应一定的温度熔点。(3)外形 晶体具有规则的外形。晶面有规则、对称地配置。 一个理想完整的晶体，相应的晶面的面积相等。,例如：不同生长条件下NaCl晶体的外形b, c, d,雪花结晶花样 六角形白色结晶体 空气中所含水汽多少及温度高低等不同，所形成的雪花的形状也不同。,石墨晶体,2.非晶体 (1)构造 在凝结过程中不经过结晶的阶段，非晶体中分子与 分子的结合是无规则的。 (2)熔点 长程无序, 短程有序(101n
2、m以下)。不具备长程有序特点，所以没有固定的熔点。(3)外形 没有一定的外形。,Be2O3晶体与Be2O3玻璃的内部结构,3.液晶 某些晶体当加热至某一温度T1时转变为介于固体与液体之间的物质，在一维或二维方向上具有长程有序。当继续加热至温度T2时，转变为液体，用于显示器件。4.准晶体 1984 年Shechtman用快速冷却方法制备的AlMn准晶，结构有别于晶体和非晶体。,Lattice image of water-quenched Al72Ni20Co8 obtained by the High Angle Annular Dark Field ( HAADF ),存在5重对称轴,二、晶
3、粒、单晶体、多晶体,1.晶粒晶体内原子(离子或分子)排列一致的一个区域，称为晶粒(1m以上)。,2.单晶体 晶体是由一个晶粒组成的，称为单晶体。,二维正方结构,二维六角结构,二维蜂巢结构,二维蜂巢结构,3.多晶体 由多个晶粒组成，各晶粒通过晶界结合在一起。多晶体由成千上万的晶粒构成，尺寸大多在厘米级至微米级范围内变化，没有单晶所特有的各向异性特征,三、晶面、晶棱、晶带、带轴、解理性、各向异性,1.晶面围成晶体的平面称为晶面。 2.晶棱晶面之间的交线称为晶棱。 3.晶带互相平行晶棱的晶面的组合称为晶带。 4.带轴互相平行的晶棱的共同的方向称为带轴。 5.解理性晶体沿某些确定方向的晶面所具有的劈裂
4、的性质称为晶体的解理性。这样的晶面称为解理面。6.各向异性在不同带轴的方向上，晶体具有不同的物理性质，称为晶体的各向异性。,例如：如图二所示，晶面abcd、bfgc、abfe。晶棱ab、ef、bc。晶带晶棱ae、bf、cg、dh互相平行，由它们所决定的晶面组合abfe、bcgf、cdhg、adhe称为晶带。带轴晶棱ae、bf、cg、dh共同的方向OO即为带轴。,四、晶面的形成 晶面角守恒定律,1.晶面的形成 晶体的外形一般是凸多面体，由于生长的条件不一样，同一种晶体的外形有时是不一样的。例如：NaCl晶体(盐岩)的外形可以是立方体、八面体、立方体和八面体的混合体。 晶体本身的大小和形状是受晶体生长时外界条件影响，而不是晶体品种的特征因素。,2.晶面角守恒定律 属于同一品种的晶体，两个对应晶面(或晶棱)间的夹角恒定不变。同一品种的晶体，尽管外界条件使晶体的外形有所不同，但是其内部结构相同，这一共同性就表现为晶面角守恒。,