材料化学-晶体结构.ppt

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第二章 晶体结构
Chapter 2 Structure and property of materials
非晶体
原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成的固体
晶体
原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成的固体
Crystal & non-crystal

石英晶体
Noncrystal materials
石英玻璃
晶体的特征
Structure & physical performance of crystal materials
1）均匀性
2）各向异性
3）自发地形成多面体外形
4）晶体具有明显确定的熔点
周期性
5）晶体的对称性
6）晶体对X射线的衍射
各向异性: 晶体的导热、导电、光的透射、折射、偏振、压电性、硬度等性质常因晶体取向不同而异.
1
石墨在与层平行的方向上具有导电性，而在与层垂直的方向上就不具有导电性。
2
若在水晶的柱面上涂一层蜡，用红热的针接触蜡面中央，蜡熔化呈椭圆形而不呈圆形，这是由于水晶柱面长轴方向与短轴方向传热速度不同。
3
从不同方向观察红宝石或蓝宝石，会发现宝石的颜色不同，这是由于方向不同，晶体对光的吸收性质不同。
4
Crystal symmetry
石英晶体的
形状与对称元素
平移对称性示意图
A
只有玻璃转化温度，无熔点。
B
没有规则的多面体几何外型，可以制成玻璃体，丝，薄膜等特殊形态。
C
物理性质各向同性。
D
均匀性来源于原子无序分布的统计性规律，无晶界.
非晶体的宏观特征:
1
准晶体是1984年科学家发现的一种新的物质聚集形态。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。例如五次对称轴等。
2
准晶体的发现
3
一方面极大地深化了我们对晶体学、衍射物理和凝聚态物理地的认识。另一方面，准晶体的各种独特性质使准晶体具有潜在的应用价值。
2、晶胞(unit cell)
晶体中最小的结构重复单元，形状为平行六面体，其三边长度a,b,c不一定相等，也不一定垂直。整个晶体是由晶胞并置堆砌而成。
划分晶胞要遵循2个原则：1)是尽可能反映晶体内结构的对称性；2)是尽可能小。