济南大学：《固体化学》精品课程PPT课件_第二章 玻璃与粉末多晶（薄其兵）

第二章玻璃与粉末多晶 第一节前言 丛结构上可把固体物质分作三大类 1、晶体 2、非晶体 3、准晶体

1 第二章 玻璃与粉末多晶 第一节 前言 从结构上可把固体物质分作三大类 １、晶体 ２、非晶体 ３、准晶体

昆体的微观结构高度有序,即组成晶体的原 子、分子或离子在空间规律性地呈现三维周期性 的长程有序排列,形成周期结构--点阵结构。 因此可以用晶体中的基本结构单元晶胞来 描述晶体的微观对称性

2 晶体的微观结构高度有序，即组成晶体的原 子、分子或离子在空间规律性地呈现三维周期性 的长程有序排列，形成周期结构----点阵结构。 因此可以用晶体中的基本结构单元----晶胞来 描述晶体的微观对称性

晶体格子构造的特点是具有周期性、长程有 序性以及平移对称性等。 晶体平移对称性可用14种布拉格格子来描述。 受此限制,晶体中只能存在1、2、3、4和6次 旋转对称轴,5次或6次以上旋转对称轴将破坏晶 体构造的平移对称性

3 晶体格子构造的特点是具有周期性、长程有 序性以及平移对称性等。 晶体平移对称性可用14 种布拉格格子来描述。 受此限制，晶体中只能存在1、2、3、4和6次 旋转对称轴，5次或6次以上旋转对称轴将破坏晶 体构造的平移对称性

1984年在AMn合金的研究中,电子衍 射实验和理论计算都证明了5次衍射图的存在。 这种具有5次对称轴,并且取向有序而 平移无序的物质被称作准晶体

4 1984年在Al-Mn合金的研究中，电子衍 射实验和理论计算都证明了5次衍射图的存在。 这种具有5次对称轴，并且取向有序而 平移无序的物质被称作准晶体

A-Mn合金正二十面体结构示意图 Mn原子位于二十面体中心,A原子占据其周围12个 顶点形成20个正三角形构成的二十面体

5 Al----Mn合金正二十面体结构示意图 Mn原子位于二十面体中心，Al原子占据其周围12个 顶点形成20个正三角形构成的二十面体

由于合金中Mn与A的 原子比为1:6(153+20=12),出 故A原子为两个相邻的二十 面体所共有。 正是由于这个共同的A原子,使晶粒中所有 的二十面体亚向有席,但长程平移无序,出现所 谓的准周期性

6 正是由于这个共同的Al原子，使晶粒中所有 的二十面体取向有序，但长程平移无序，出现所 谓的准周期性。 由于合金中Mn与Al的 原子比为1:6 (1/5*3*20=12)， 故Al原子为两个相邻的二十 面体所共有

理论和实验都表明,二十面体原子簇从堆积 密度、对称性和能量上看,都是一种稳定的原子 组合。 准晶体就是由这样一类结构单元非周期性连 接而成的

7 理论和实验都表明，二十面体原子簇从堆积 密度、对称性和能量上看，都是一种稳定的原子 组合。 准晶体就是由这样一类结构单元非周期性连 接而成的

除了5次对称轴的准晶体外,还相继发现了 8次、10次和12次旋转对称的准晶体。 这些准晶体都属于二维准晶,即在主轴方向 呈现出周期性的平移对称,而在与主轴垂直的 二维平面上呈现准周期性特征

8 除了5次对称轴的准晶体外，还相继发现了 8次、10次和12次旋转对称的准晶体。 这些准晶体都属于二维准晶，即在主轴方向 呈现出周期性的平移对称，而在与主轴垂直的 二维平面上呈现准周期性特征

非晶体与晶体的基本区别 1、晶体中的原子排列呈现长程有序,而非晶 体只在很小的范围内表现出短程有序,从而表现 出与液体相似的性质。因此,非晶态固体又称作 凝固的液体

9 非晶体与晶体的基本区别： 1、晶体中的原子排列呈现长程有序，而非晶 体只在很小的范围内表现出短程有序，从而表现 出与液体相似的性质。因此，非晶态固体又称作 凝固的液体

2、晶体是热力学上的稳定相,而非晶体则属于 热力学上的亚稳相。 即从热力学角度,非晶体具有转变为晶体 的倾向。 其中,韭晶体包括玻璃和高分子聚合物(如 橡胶、塑料等。 10

10 2、晶体是热力学上的稳定相，而非晶体则属于 热力学上的亚稳相。 即从热力学角度，非晶体具有转变为晶体 的倾向。 其中，非晶体包括玻璃和高分子聚合物（如 橡胶、塑料等