2.1 晶体结构.ppt

第二章 固体结构（Solid Structure）
AFM 照片
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※  1晶体学基础
（Basis Fundamentals of crystallography）
晶体结构的基本特征：原子（或分子、离子）在三维空间
标系
a1，a2，c a1，a2，a3，c
120°
120°
120°
（h k i l ) i= -( h+k )
[u v t w] t= -( u+v )
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（Crystal zone）
所有相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一个
“晶带”（crystal zone）
此直线称为晶带轴（crystal zone axis），所有的这些晶面都称为共带面。
晶带轴[u v w]与该晶带的晶面（h k l）之间存在以下关系

hu ＋ kv ＋ lw＝0 ————晶带定律

凡满足此关系的晶面都属于以[u v w]为晶带轴的晶带
则三个晶面同属一个晶带
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6．晶面间距（Interplanar crystal spacing）
两相邻近平行晶面间的垂直距离—晶面间距，用dhkl表示
从原点作（h k l）晶面的法线，则法线被最近的（h k l）
面所交截的距离即是
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上述公式仅适用于简单晶胞,对于复杂晶胞则要考虑附加面的影响
fcc 当（hkl）不为全奇、偶数时，有附加面：
通常低指数的晶面间距较大，而高指数的晶面间距则较小
bcc 当h＋k＋l＝奇数时，有附加面：
六方晶系
立方晶系：
如{0 0 0 1}面
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三、晶体的对称性 crystalline symmetry
symmetrization of crystals
对称性——晶体的基本性质

对称元素（symmetry elements）

宏观对称性 元素
点群（point group）—晶体中所有点对称元素的集合
根据晶体外形对称性，共有32种点群
空间群（space group）—晶体中原子组合所有可能方式
根据宏观、微观对称元素在三维空间的组合，可能存在
230种空间群（分属于32种点群）
微观对称性
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四、极射投影 Stereographic projection

极射投影原理（principle）
参考球，极点、极射面、大图、基图
Wulff网（wullf net）经线、 纬线、2º等分
沿赤道线
沿基圆读数
只有两极点位于吴氏经线或赤道上才能正确度
量晶面、晶向间夹角
标准投影：以某个晶面//投影面作出极射投影图。
（001）
倒易点阵（reciprocal lattice）
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※2 金属的晶体结构
（Crystal Structure of Metals）
体心立方点阵
面心立方点阵
密排六方点阵
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晶胞中的原子数（Number of atoms in unit cell）
点阵常数（lattice parameter）a，c
原子半径（atomic radius） R
配位数（coordination number） N
致密度（Efficiency of space filling）
轴比（axial ratio） c/a
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堆垛（Stacking）
密排结构（close-packed crystal structure）
最密排面(close-packed plane of atoms)
fcc {1 1 1} ABCABCABC······
hcp{0 0 0 1} ABABABAB······
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间隙（Interstice）
四、八面体间隙
fcc，hcp 间隙为正多面体，且八面体和四面体间隙相互独立
bcc 间隙不是正多面体，四面体间隙包含于八面体间隙之中
tetrahedral
octahedral
interstice
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二、多晶型性
当外界条件改变（主要指温度和压力），元素的晶体结构可以发生改变，把金属的这种性质称为多晶型性。这种转变称为同素异构转变。
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三、晶体结构中的原子半径
大量原子通过键合组成紧密排列的晶体时，是利用原子等径刚性球密堆模型，以相切两刚性球的中心距的一半为原子半径，并根据X射线