《材料科学基础》课程教学资源（课件讲稿）第二章 固体结构 2.2 晶体学基础 2.2 金属的晶体结构

第二章固体结构(Solid Structure气态gas state物质液态substanceliquid state晶体crystal固态solid state1非晶体anorphous solid照片金的AFM.50

第二章 固体结构（Solid Structure） 金的AFM 照片

※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）在三维空间呈周期性重复排列（periodicrepeatedarray）即存在长程有序（long-range order）性能上两大特点：固定的熔点（meltingpoint）各向异性（anisotropy）

l ※  1晶体学基础 l （Basis Fundamentals of crystallography） l 晶体结构的基本特征：原子（或分子、离子）在三维空间 呈周期性重复排列（periodic repeated array） ， 即存在长程有序（long-range order） l 性能上两大特点： 固定的熔点（melting point）, 各向异性（anisotropy）

晶体的空间点阵（Spacelattice)）空间点阵的概念将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点latticepoint）即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列空间点阵一(spacelattice)特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境（surrounding）2.晶胞（(Unite cells)代表性的基本单元（最小平行六面体）smallrepeatentities选取晶胞的原则：）选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性1平行六面体内的棱和角相等的数目应最多当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多；IV在满足上条件，晶胞应具有最小的体积

一、晶体的空间点阵（Space lattice） 1.       空间点阵的概念 将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点 lattice point）， 即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列 —空间点阵（space lattice） 特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境(surrounding) 2．晶胞（Unite cells） 代表性的基本单元（最小平行六面体）small repeat entities 选取晶胞的原则： Ⅰ)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性； Ⅱ）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多； Ⅲ）当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多； Ⅳ）在满足上条件，晶胞应具有最小的体积

图2.2在点阵中选取晶胞ia,b,c棱边长点阵常数latticeparaneter描述晶胞晶轴间的夹角简单晶胞（初级晶胞）：只有在平行六面体每个顶角上有一阵点复杂晶胞：除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点

简单晶胞（初级晶胞）：只有在平行六面体每个顶角上有一阵点 复杂晶胞： 除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点

3.晶系与布拉菲点阵Bravais（CrystalSystemandLattice)七个晶系，14个布拉菲点阵晶系晶系布拉菲点布拉菲点阵阵六方三斜Triclinic简单三斜简单六方Hexagonala,=a2=a3±c，a=β=90°abcaβyY=1200菱方Rhombohedral简单单斜简单菱方单斜 Monoclinica=b=c, α=β=±90°底心单斜abc,α==90°±β四方（正方）Tetragonal简单四方α=β==90°a=bc，体心四方正交简单正交立方Cubic底心正交简单立方a±bc，α=β==900α=β==909a=b=c,体心正交体心立方面心正交面心立方

3.晶系与布拉菲点阵（Crystal System and Bravais Lattice） 七个晶系，14个布拉菲点阵 晶系 布拉菲点阵 晶系 布拉菲点 阵 三斜Triclinic a≠b≠c ，α≠β≠γ 单斜 Monoclinic a≠b≠c， α=γ=90º≠β 正交 a≠b≠c，α=β=γ＝90º 简单三斜 简单单斜 底心单斜 简单正交 底心正交 体心正交 面心正交 六方 Hexagonal a1=a2＝a3≠c，α=β＝90º ， γ=120º 菱方 Rhombohedral a=b=c, α=β=γ≠90º 四方（正方）Tetragonal a=b≠c, α=β=γ＝90º 立方 Cubic a=b=c， α=β=γ＝90º 简单六方 简单菱方 简单四方 体心四方 简单立方 体心立方 面心立方

简单三斜简单单斜底心单斜

底心单斜 简单三斜 简单单斜

简单正交体心正交面心正交底心正交

底心正交 简单正交 面心正交 体心正交

简单菱方简单六方体心四方简单四方

简单六方 简单菱方 简单四方 体心四方

简单立方体心立方面心立方

简单立方 体心立方 面心立方

晶体结构与空间点阵CaF,NaCICu图2.7具有相同点阵的晶体结构CsCICr晶体结构相似而点阵不同图2.8

4. 晶体结构与空间点阵