空间点阵学习.pptx

课程名称：材料科学与工程基础I教材：材料科学基础潘金生仝健民田民波清华大学出版社期末成绩：80%。平时成绩：20%参考书：材料科学基础，胡赓祥蔡珣上海交通大学出版社金属学原理李超主编哈尔滨工业大学出版社固体材料结构基础，张孝文，中国建筑工业出版社金属的结构，巴斯特CS，陶琨等译，机械工业出版社材料科学导论，冯端，师昌绪，刘治国，化学工业出版社第1页/共25页第一章晶体学基础空间点阵晶面指数和晶向指数常见晶体结构及其几何特征晶体的堆垛方式第二章固体材料的结构结合键，合金相的结构固溶体，离子化合物金属间化合物等第三章晶体中的缺陷点缺陷线缺陷面缺陷第四章晶体的塑性形变回复与再结晶滑移对变形的影响孪生对变形的影响第2页/共25页材料是现代文明的三大支柱之一，新材料被视为新技术革命的基础和先导。四个现代化的建设、能源、交通、信息、环保事业的进步以及人民生活水平的提高，无不与材料密切相关。材料科学与技术涉及的面十分广阔，是基础科学与工程科学的融合，也是材料科学与各种现代先进技术结合的产物。随着科学技术的进步，原来各类相对独立的材料，如金属、陶瓷、高分子材料等，已经相互渗透、相互结合，形成了多学科交叉的当代材料科学与技术新体系。在这个学科发展综合集成的历史潮流中，多学科的材料研究和教学机构纷纷建立，随之综合性的材料研究学会(MRS)在诸多国家和地区应运而生。这是进一步推动材料科技进步的需要，也是科学发展的必然结果。中国材料研究学会学会介绍第3页/共25页第4页/共25页第5页/共25页3447R=1642 3000R=1393 2000R=838 1000R=28 574R=46 第6页/共25页第7页/共25页组成结构-性质-工艺过程之间关系示意图合成与制备过程使用性能性质组成与结构（化学）（工程）（物理学）加工：材料的制备和加工、后处理使用：材料的使用效果和反响四、材料科学与工程的任务结构：宏观结构、微观结构、原子像、原子的电子结构性能：力学性能、物理性能、化学性能、冶金与加工性能第8页/共25页晶体和非晶体的区别晶体：原子在空间周期性重复排列有固定的熔点具有各向异性非晶体：无序排列无固定熔点，有一个软化温度各向同性第一章晶体学基础第9页/共25页第一章晶体学基础第10页/共25页第一章晶体学基础第11页/共25页一、空间点阵第一章晶体学基础1 阵点 定义：将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体，并将其中的每个质点抽象为规律排列与空间的几何点（无形状、无大小）。特点：阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境第12页/共25页一、空间点阵第一章晶体学基础2 空间点阵 定义：由阵点在三维空间规则排列的阵列。特点：每个阵点可以为一个原子、分子、离子、原子团，但是周围环境必须相同。第13页/共25页一、空间点阵第一章晶体学基础3 晶胞 定义：在点阵中取出具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元。特点：将晶胞在三维空间内做重复堆砌就构成空间点阵。晶胞（结构胞）的选取条件：选取的晶胞最能反映该点阵的对称性反映点阵的周期性具有最小的体积 晶胞的分类：结构胞：满足对称性的前提下，晶胞体积最小原胞：只要求体积最小，不一定满足对称性第14页/共25页4 晶系和点阵类型 晶胞的大小显然取决于AB，AD和AE这三条棱的长度a，b和c。而晶胞的形状则取决于这些棱之间的夹角，和。我们把a，b，c，和这6个参量称为点阵常数或晶格常数。按照晶胞的大小和形状的特点，也就是按照6个点阵常数之间的关系和特点，可以将各种晶体7种晶系。一、空间点阵第一章 晶体学基础第15页/共25页4 晶系和点阵类型 由7种晶系可以形成多少种空间点阵呢?为了回答这个问题，我们的基本出发点是：点阵的结点必须是等同点。由于晶胞的角、6个外表面的中心(面心)以及晶胞的中心(体心)都是等同点，故乍看起来，似乎每种晶系都包括4种点阵，即简单点阵、底心点阵、面心点阵和体心点阵。这样看来，7种晶系总共似乎可以形成4X 728种点阵。然而，读者如果将这28种点阵逐一画出，就会发现，从对称的角度讲，其中有些点阵是完全相同的。真正不同的点阵只有14种。一、空间点阵第一章 晶体学基础第16页/共25页第17页/共25页空间点阵和晶系的关系第18页/共25页第19页/共25页原胞和结构胞的关系，面心立方点阵可以转化成菱方第20页/共25页面心立方点阵转变成体心四方点阵第21页/共25页5、空间点阵和晶体结构之间的关系晶体结构相同，点阵不同CrCsCl空间点阵：晶体中的几何抽象只有14种类型晶体结构：晶体中的实际质点（原子、离子等）许多类型第22页/共25页空间点阵和晶体结构之间的关系点阵相同，晶体结构不同第23页/共25页NaCl晶体的晶格Na+ClNaCl晶体的晶胞 晶胞是晶体的代表，是晶体中的最小单位。晶胞并置起来，则得到晶体。第24页/共25页感谢您的观看！第25页/共25页