当前课程知识点：材料现代研究方法 > 第一章 晶体学概要 > 1.1 晶体、空间点阵及晶体学参数 > 晶体、空间点阵及晶体学参数
同学你好
我今天要讲的内容是晶体和空间点阵
在自然界当中
绝大多数固体物质
都是晶体
比如我们经常见到的食盐
金刚石
以及金属器材等
都是晶体
很多晶体都具有规则的几何多边体形状
但晶体更重要的特征是它的内部质点
它的原子离子或者分子
在三维空间呈周期性重复排列
与晶体相对应的是非晶体
它的组成质点在三维空间排列
不具有周期性
所以非晶体一般来讲没有规则的几何外形
没有对称性
没有各向异性
对X射线不能产生衍射等特点
我们这门课当中所研究的主要内容
是晶体对X射线和电子的衍射
这是两个典型的晶体结构
这个是我们见到的
常见的一种α铁的晶体结构
这个也是一种典型的晶体结构
是氟化钙的晶体结构
它是属于面心立方结构
它们的共同特点是晶体中的原子
或者是离子
都呈现周期性的规则排列
由于自然界当中的晶体有很多种
为了研究的方便和便于理解
我们把晶体中
按周期性重复的那一部分物质点
抽象成一些几何点
而不考虑重复周期中它所包含的具体内容
从而反映周期性重复排列的规律
比如在这个图形中
黑点所处位置的周围物理环境和几何环境都相同的点
这样的点叫做等同点
实际上这样的等同点是有无数组的
但它们所构成的图形
都是相同的
比如说现在这个黑点构成的是一组等同点
现在时候它又构成了一组等同点
这个等同点
它所构成的图形是完全一样的
我们把等同点在三维空间这种周期性排列
称为空间点阵
组成空间点阵的每一个点
我们称为阵点或者是结点
这个是氟化钙的晶体结构
它是由两种离子组成的晶体
如果我们用这个
黑色的球代表钙离子
用这个绿色球代表氟离子
那它的晶体结构是这样的
这里边我们可以看一下
这个钙离子在处于这个角顶位置上
这几个钙离子
每一个角顶的位置的钙离子实际上是由相邻的
8个六面体所平分的
所以这角顶的8个钙离子
合到这个晶胞内
只能算作一个离子
而处于面心的这个钙离子
这个钙离子是由上下两个晶胞平分的
所以每个面上的钙离子算0.5个
这样算下来的话
在这个晶胞当中的钙离子数应该是有
在这个晶胞当中的钙离子数应该是有
1个加上3个是四个钙离子
而这个氟粒子是处于这个晶胞内部的
在这个位置有四个
在这个位置
在下边这个四分的位置也有四个
所以在这一个晶胞当中是有
八个氟离子
对于这种晶体结构的氟化钙
晶体
我们把它的等同点抽象出来
等同点抽象出来
那么我就要组成一个叫结构基元
结构基元是由一个钙离子
和两个氟离子组成的
这个结构基元
那么
比如说这一点组成结构基元
在这个位置
那么在这个面上这个钙离子
与相邻的晶胞的两个氟离子也组成一个结构基元
同时在它相邻的这个位置
也会出现一个结构基元
这样构成的结构基元
我们取它的等同点的话
是在这里边任意取这个等同点
实际上就是这个图形
这个图形我如果从这一侧
看的话
得到的也是这样一个图形
所以把它抽象出来等同点构成立体图形的话
就是这样一个图形
这个咱们叫做面心立方点阵
所以氟化钙的晶体结构
它是由一个空间点阵
加上结构基元构成的
我们可以将空间点阵划分成
很多相同的平行六面体
比如这是个空间点阵的话
我是可以给它画成很多相同的平行六面体
通过平移操作得到重复
对于这样一个空间点阵
我们可以给它画成这样平行六面体构成的
我们可以注意一下
每一个平行六面体当中
只有在角顶的位置
比如说这个位置
这个位置
这个位置
这个位置
这个
这个
这个
只有在八个角顶的位置是有阵点的
所以整个在每一个平行六面体当中
只有一个阵点
比如说这有一组空间点阵
对于这样一个空间点阵
我可以给它划分成这样一个
平行六面体
这是一种画法
实际上整个这个空间点阵就是这样
平行六面体的一个平移构成的
但是这个平行六面体
我可以
也可以这样来画
比如说我用
比如我这样来画它
这是一种画法
这个斜的这个平行六面体
也是一种画法
我们可以看出这两种画法
得到的平行六面体
它所包含的阵点数都是一个
因为它们都是只在角顶的位置
有阵点
而且这两种画分平行六面体的方法
它的阵胞体积也是相同的
所以对于空间来讲
对于平行六面体的选取
一般是让它们的三个角
尽量接近于90度
三个边的边长尽量相等
显然这种画法是更合理一些
所以我通常采用的是画法是这样
如果我们用空间三个方向的初级矢
做为邻边来做这个平行六面体
这时候我们得到这个平行六面体
我们称为阵胞
这是个很重要的概念
对于这个阵胞
我们有六个参数来描述它
分别是三个边长abc以及
三个邻边之间的夹角α β 和γ
这六个参量我们称为阵胞常数
或者晶胞常数
根据阵胞的点阵参数特点
我们将空间点阵分为七个晶系
首先是三斜晶系
三斜晶系特点是
它三个边abc都不相等
三个夹角也都不等于90度
并且也不相等
这是三斜晶系
单斜晶系
三个边不等
有两个角是90度
一个角不等于120度
一个角不等于120度
这个叫做单斜晶系
还有六方晶系
还有菱方晶系
菱方晶系特点是abc三个边
相等
三个夹角不等于90度
这是它的特点
比如说正方晶系
它的两个边ab相等不等于c
但是它的夹角都是90度
还有一个对称性最高的晶系
咱们叫做立方晶系
立方晶系特点是
它三个边都相等
并且这个夹角都是90度
所以我们根据点阵参数的特点
将空间点阵分为七个晶系
好 这节课内容就讲到这里
-1.1 晶体、空间点阵及晶体学参数
-1.2 倒易点阵
--布拉菲点阵
-1.3 晶体的宏观对称
--晶体的宏观对称
-1.4 晶体的微观对称
--晶体的微观对称
-1.5 倒易点阵
--倒易点阵
-1.6 倒易点阵的应用
--倒易点阵的应用
-1.7 晶体投影
--晶体投影
-1.8 晶体投影的应用
--晶体投影的应用
-1.9 单晶体标准投影图
--单晶体标准投影图
-1.9 单晶体标准投影图--作业
-2.1 X射线的产生
--X射线的产生
-2.2 X射线与物质的相互作用
-2.3 X射线的吸收限与滤波片
-2.4 连续X射线
--连续X射线
-2.5 特征X射线
--特征X射线
-2.5 特征X射线--作业
-3.1 一个电子对X射线的散射
-3.2 一个原子对X射线的散射
-3.3 简单晶体对X 射线的衍射
-3.4 复杂晶体对X射线的衍射
-3.5 爱瓦德作图法
--爱瓦德作图法
-3.5 爱瓦德作图法--作业
-4.1 粉末照相法
--粉末照相法
-4.2 多晶衍射仪
--多晶衍射仪
-4.3 多晶体衍射峰特征
--多晶体衍射峰特征
-4.4 多晶体衍射峰强度
--多晶体衍射峰强度
-4.5 多晶体花样分析
--多晶体花样分析
-4.5 多晶体花样分析--作业
-5.1 晶块尺寸与微观应力的宽化
-5.2 晶胞常数的精确确定
-5.3 宏观应力的测定
--宏观应力的测定
-5.4 织构的表征
--织构的表征
-5.5 织构的测定
--织构的测定
-5.6 织构分析
--织构分析
-5.7 物相定性分析
--物相定性分析
-5.8 物相定量分析
--物相定量分析
-5.8 物相定量分析--作业
-6.1 电子波与电磁透镜
--电子波与电磁透镜
-6.2 电磁透镜的像差与分辨率
-6.3 电磁透镜的景深和焦长
-6.3 电磁透镜的景深和焦长--作业
-7.1 透射电子显微镜的结构与成像原理
-7.2 透射电子显微镜主要部件的结构与工作原理
-7.3 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定
-7.4 透射电子显微镜样品制备
-7.4 透射电子显微镜样品制备--作业
-8.1 概述
--概述
-8.2 电子衍射原理
--电子衍射原理
-8.3 晶带定律与零层倒易截面
-8.4 倒易阵点的扩展与偏移矢量
-8.5 倒易阵点与电子衍射图的关系
-8.6 衍射斑点指数化
--衍射斑点指数化
-8.7 选区电子衍射
--选区电子衍射
-8.8 单晶电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定--作业
-9.1 衍射衬度成像原理
--衍射衬度成像原理
-9.2 消光距离
--消光距离
-9.3 衍衬运动学
--衍衬运动学
-9.4 衍衬动力学简介
--衍衬动力学简介
-9.5 晶体缺陷分析
--晶体缺陷分析
-9.5 晶体缺陷分析--作业
-10.1 电子束与固体样品作用时产生的信号
-10.2 扫描电子显微镜的构造和工作原理
-10.3 扫描电子显微镜的主要性能
-10.4 表面形貌衬度原理及其应用
-10.5 原子序数衬度原理及其应用
-10.6 电子探针仪的结构与工作原理
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用--作业
