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1、一、准晶态材料一、准晶态材料(Quasi Crystal) 晶体结构只有晶体结构只有1 1，2 2，3 3，4 4，6 6次旋转对称次旋转对称轴，由于轴，由于5 5次及高于次及高于6 6次的对称轴不能满足平次的对称轴不能满足平移对称性的条件，不能存在于晶体中。移对称性的条件，不能存在于晶体中。 1984年年，SchechtmanSchechtman在急冷在急冷Al-MnAl-Mn合金中合金中发现样品的电子衍射显示出清晰的发现样品的电子衍射显示出清晰的5 5次对称性。次对称性。准晶态准晶态：介于晶体和非晶体之间的新状态：介于晶体和非晶体之间的新状态 只存在只存在5 5次，次，8 8，1010，1
2、212次对称轴的准晶次对称轴的准晶格点阵。格点阵。2.7 准晶、纳米晶、非晶和液晶结构准晶、纳米晶、非晶和液晶结构 准晶是准周期晶体的简称，是同时具有长程准晶是准周期晶体的简称，是同时具有长程准周期平移性和非晶体学旋转对称性的固态有序准周期平移性和非晶体学旋转对称性的固态有序相。准周期性和非晶体学对称性构成了准晶结构相。准周期性和非晶体学对称性构成了准晶结构的核心特征。的核心特征。 有没有办法可以铺砌成具有五重对称性的有没有办法可以铺砌成具有五重对称性的无空隙地面？无空隙地面？1.1.准晶的结构准晶的结构 19741974年年penrosepenrose提出利用两种夹角分别为提出利用两种夹角分
3、别为7272、7272、144144、72 72 和和 3636、7272、3636、216216度的四边形度的四边形可以将平面铺满。相当于将一个菱形切开成上可以将平面铺满。相当于将一个菱形切开成上述两个四边形。这种图形具有述两个四边形。这种图形具有5 5次对称性。次对称性。 这这2 2种菱形在拼种菱形在拼接成接成PenrosePenrose拼拼砌时的数目比恰砌时的数目比恰好等于黄金分割好等于黄金分割数数 。具有具有5次次对称轴对称轴同色顶点相接同色顶点相接格点的格点的排列无排列无周期性，周期性，但处处但处处具有具有5 5次次对称性对称性PenrosePenrose拼砌应用到拼砌应用到3 3维
4、空间，用维空间，用3基矢夹角分别基矢夹角分别为为6343。和和11657。的的2 2种菱形六面体六面体，种菱形六面体六面体，可以构造出可以构造出3维的维的Penrose准周期结构。准周期结构。“二十面体准晶体二十面体准晶体”，其基本结构单元就是上，其基本结构单元就是上面面2 2种菱面体。种菱面体。 b.b.二维准晶二维准晶在主轴方向呈现周期性，在与主轴垂直的二在主轴方向呈现周期性，在与主轴垂直的二维平面上呈现准周期。由准周期有序的原子维平面上呈现准周期。由准周期有序的原子层周期地堆垛而构成，将准晶态和晶态的结层周期地堆垛而构成，将准晶态和晶态的结构特征结合在一起。构特征结合在一起。准晶结构类型
5、准晶结构类型a.a.一维准晶一维准晶 在一个取向是准周期性排列，而垂直该在一个取向是准周期性排列，而垂直该方向的平面是二维周期性结构排列。是一种方向的平面是二维周期性结构排列。是一种二维周期晶面层在其法线方向的准周期堆垛二维周期晶面层在其法线方向的准周期堆垛结构，存在于二十面体或十面体与结晶相之结构，存在于二十面体或十面体与结晶相之间发生相互转变的中间状态。间发生相互转变的中间状态。c c.三维准晶（二十面体准晶）三维准晶（二十面体准晶）2.2.准晶的形成准晶的形成 快冷的方法，凝固过程与晶态合金凝固类似，快冷的方法，凝固过程与晶态合金凝固类似，是形核和长大的一级相变过程。是形核和长大的一级相
6、变过程。 合金液相在凝固过程中，原子聚集成一定紧合金液相在凝固过程中，原子聚集成一定紧凑排列的原子团簇。如果凝固过程较慢，原子团凑排列的原子团簇。如果凝固过程较慢，原子团会在三维空间呈周期排列，生成晶体。如果凝固会在三维空间呈周期排列，生成晶体。如果凝固较快，原子团会按原子团簇的对称性（、较快，原子团会按原子团簇的对称性（、 和和 次）按一定几何规律形成准晶态相。次）按一定几何规律形成准晶态相。当液体快速冷却到当液体快速冷却到Tg或或Tg以下温度，原子更以下温度，原子更来不及扩散，就凝固成玻璃态。来不及扩散，就凝固成玻璃态。亚稳态的准晶在一定条件下会转变为结晶相。亚稳态的准晶在一定条件下会转变
7、为结晶相。准晶也可能从非晶态转化而成。准晶也可能从非晶态转化而成。目前制得的准晶的最大尺寸只有几个毫米直径。目前制得的准晶的最大尺寸只有几个毫米直径。3.3.准晶的性能准晶的性能准晶体目前的应用包括准晶体目前的应用包括耐磨涂层耐磨涂层、不黏涂层不黏涂层、热阻涂层热阻涂层(引擎绝热引擎绝热)、高效热电转换高效热电转换、聚合物聚合物母体合成母体合成、选择性太阳能吸收和储氢选择性太阳能吸收和储氢等，主要等，主要有铝系合金准晶体、有铝系合金准晶体、Ti(zr)基准晶二大体系。基准晶二大体系。具有较高的硬度、高电阻率、低热传导系数、低具有较高的硬度、高电阻率、低热传导系数、低摩擦系数、不粘性、耐蚀、耐热
8、和耐磨等特点，摩擦系数、不粘性、耐蚀、耐热和耐磨等特点，但质脆与疏松等缺点使其难以作为块体结构材料但质脆与疏松等缺点使其难以作为块体结构材料使用。使用。二、纳米晶材料二、纳米晶材料尺度（三维中至少有一维）为纳米级或着尺度（三维中至少有一维）为纳米级或着由它们为基本单元所组成的固体。由它们为基本单元所组成的固体。纳米晶材料的特点：纳米晶材料的特点： 在结构上、化学上和性能上不同于正常的在结构上、化学上和性能上不同于正常的多晶结构。多晶结构。 晶界所占体积比例大，存在大量晶体缺陷。晶界所占体积比例大，存在大量晶体缺陷。纳米晶材料呈现出特殊性能：纳米晶材料呈现出特殊性能： 纳米纳米TiO2在室温下能
9、塑性变形在室温下能塑性变形 纳米晶导电金属的电阻高于多晶材料纳米晶导电金属的电阻高于多晶材料 纳米半导体材料具有高的电导率纳米半导体材料具有高的电导率三、非晶态材料三、非晶态材料1.1.玻璃玻璃(1)(1)各向同性；各向同性； 熔体在冷却过程中黏度逐渐增大而得的不结熔体在冷却过程中黏度逐渐增大而得的不结晶的固体材料。晶的固体材料。 （2 2）介稳性）介稳性 有析晶（晶化）的倾向；有析晶（晶化）的倾向；（3 3）熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的与）熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的与渐变渐变的；的；短程有序，长程无序短程有序，长程无序（见见SiO2晶体与玻璃结构图）晶体与玻璃结构图）（4 4）无固
10、定的熔点；）无固定的熔点；TgTM DCBAKFMEVQ 液体 过冷液体晶体玻璃态玻璃转变温度玻璃转变温度冷却速率冷却速率会影响会影响TgTg大小大小 玻璃转变温度玻璃转变温度TgTg是区分玻璃与其它非晶是区分玻璃与其它非晶态固体的重要特征。态固体的重要特征。 传统玻璃传统玻璃：T TM MTTg g 传统传统 玻璃熔体与玻玻璃熔体与玻璃体的转变是可逆的，璃体的转变是可逆的， 渐变的。渐变的。 非传统玻璃非传统玻璃( (无定形物质无定形物质) )：T TM MT10101010/s/s，合金为，合金为1010/s,/s,必须采用特殊方法制备；硅酸盐等传统玻必须采用特殊方法制备；硅酸盐等传统玻璃
11、的冷却速率为璃的冷却速率为10/s10/sB:B:玻璃形成的结晶化学条件（成分、键合特性、玻璃形成的结晶化学条件（成分、键合特性、尺寸大小等）尺寸大小等）熔体的结构含有多种负离子集团时，聚合程熔体的结构含有多种负离子集团时，聚合程度越低，越不易形成玻璃；聚合程度越高，度越低，越不易形成玻璃；聚合程度越高，特别当具有三维网络或歪扭链状结构时，越特别当具有三维网络或歪扭链状结构时，越容易形成玻璃。容易形成玻璃。复合阴离子团大小与排列方式复合阴离子团大小与排列方式键型和键强键型和键强单键强度单键强度335kJ335kJmolmol的氧化物的氧化物（网络形成体）（网络形成体）能单独形成玻璃。能单独形成
12、玻璃。单键强度单键强度250kJ/mol250kJ/mol的氧化物的氧化物（网络变形体）（网络变形体）不不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变。质改变。单键强度介于单键强度介于250250335kJ/mol335kJ/mol的氧化物的氧化物（网络中（网络中间体）间体）的作用介于玻璃形成体和网络改变体两者的作用介于玻璃形成体和网络改变体两者之间。之间。 离子键化合物离子键化合物在熔融状态以单独离子存在，在熔融状态以单独离子存在，流动性很大，凝固时靠静电引力迅速组成晶格。流动性很大，凝固时靠静电引力迅速组成晶格。离子键作用范围大，又无方向性，且
13、离子键化合离子键作用范围大，又无方向性，且离子键化合物具有较高的配位数（物具有较高的配位数（6 6、8 8），离子相遇组成晶），离子相遇组成晶格的几率较高，很难形成玻璃。格的几率较高，很难形成玻璃。 金属键物质金属键物质，在熔融时失去联系较弱的电子，在熔融时失去联系较弱的电子，以正离子状态存在。金属键无方向性并在金属晶以正离子状态存在。金属键无方向性并在金属晶格内出现最高配位数（格内出现最高配位数（1212），原子相遇组成晶格），原子相遇组成晶格的几率最大，最不易形成玻璃。的几率最大，最不易形成玻璃。 纯粹共价键化合物纯粹共价键化合物多为分子结构。在分子内多为分子结构。在分子内部，由共价键连接
14、，分子间是无方向性的范德华部，由共价键连接，分子间是无方向性的范德华力。一般在冷却过程中质点易进入点阵而构成分力。一般在冷却过程中质点易进入点阵而构成分子晶格。子晶格。 因此以上三种键型都不易形成玻璃。因此以上三种键型都不易形成玻璃。 当当离子键和金属键向共价键过渡离子键和金属键向共价键过渡时，通过强烈时，通过强烈的极化作用，化学键具有方向性和饱和性趋势，在的极化作用，化学键具有方向性和饱和性趋势，在能量上有利于形成一种低配位数（能量上有利于形成一种低配位数（3 3、4 4）或一种非）或一种非等轴式构造，有等轴式构造，有s sp p电子形成杂化轨道，并构成电子形成杂化轨道，并构成键和键和键，称
15、为键，称为极性共价键极性共价键。 既具有共价键的方向性和饱和性、不易改变既具有共价键的方向性和饱和性、不易改变键长和键角的倾向，促进生成具有固定结构的配键长和键角的倾向，促进生成具有固定结构的配位多面体，构成玻璃的位多面体，构成玻璃的近程有序近程有序；又具有离子键；又具有离子键易改变键角、易形成无对称变形的趋势，促进配易改变键角、易形成无对称变形的趋势，促进配位多面体不按一定方向连接的不对称变形，构成位多面体不按一定方向连接的不对称变形，构成玻璃玻璃远程无序远程无序的网络结构。的网络结构。 因此因此极性共价键的物质比较易形成玻璃态极性共价键的物质比较易形成玻璃态。 金属键向共价键过渡的混合键称
16、为金属键向共价键过渡的混合键称为金属共金属共价键价键。在金属中加入半径小电荷高的半金属离子。在金属中加入半径小电荷高的半金属离子（Si4+、P5+、 B B3+3+等）或加入场强大的过渡元素，等）或加入场强大的过渡元素，能对金属原子产生强烈的极化作用，形成能对金属原子产生强烈的极化作用，形成spdspd或或spdfspdf杂化轨道，形成金属和加入元素组成的原子团，杂化轨道，形成金属和加入元素组成的原子团，类似于类似于SiOSiO4 4四面体，也可形成金属玻璃的四面体，也可形成金属玻璃的近程近程有序有序，但金属键的无方向性和无饱和性则使这些原，但金属键的无方向性和无饱和性则使这些原子团之间可以自
17、由连接，形成无对称变形的趋势从子团之间可以自由连接，形成无对称变形的趋势从而产生金属玻璃的而产生金属玻璃的远程无序远程无序。 因此因此金属共价键的物质比较易形成玻璃态金属共价键的物质比较易形成玻璃态。综上所述，综上所述，形成玻璃必须具有离子键或金属键形成玻璃必须具有离子键或金属键向共价键过渡的混合键型。向共价键过渡的混合键型。3.3.玻璃的结构学说玻璃的结构学说玻璃的结构玻璃的结构：是指玻璃中质点在空间的几何配置、：是指玻璃中质点在空间的几何配置、有序程度有序程度 以及彼此间的结合状态。以及彼此间的结合状态。玻璃玻璃结构特点结构特点：近程有序，远程无序。近程有序，远程无序。近程有序，远程无序。
18、近程有序，远程无序。（1 1）晶子学说）晶子学说 玻璃由无数的玻璃由无数的“ 晶子晶子”组成。所谓组成。所谓“ 晶子晶子”不同不同于一般微晶，而是带有于一般微晶，而是带有晶格变形晶格变形的有序区域，它分散于的有序区域，它分散于无定形的介质中，并且无定形的介质中，并且“ 晶子晶子”到介质的过渡是逐渐到介质的过渡是逐渐完成的，两者之间无明显界线。完成的，两者之间无明显界线。 揭示了玻璃的微不均匀性，描述了玻璃结构近程有揭示了玻璃的微不均匀性，描述了玻璃结构近程有序的特点。晶子尺寸太小，无法用序的特点。晶子尺寸太小，无法用x x射线检测，晶子射线检测，晶子的含量、组成也无法得知。的含量、组成也无法得
19、知。 （2 2）无规则网络学说）无规则网络学说学说要点：学说要点： a:形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的三维空间网络。三维空间网络。 b:这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无规律的发展而构筑起来的。空间无规律的发展而构筑起来的。 c:电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大的变性离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变的变性离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变价离子则有一定的配位数。价离子则有一定的配位数。d:d:氧化物要形成玻璃必须具备氧化
20、物要形成玻璃必须具备四个四个条件：条件：每每个个O O最最多多与与两两个个网网络络形形成成离离子子相相连连; ;多多面面体体中中阳阳离子的配位数离子的配位数 4 4; ;多面体共点而不共棱或共面。多面体共点而不共棱或共面。; ;多面体至少有多面体至少有3 3个角与其它相邻多面体共用。个角与其它相邻多面体共用。实验表明实验表明：石英玻璃的：石英玻璃的x射线衍射线与方石英的特射线衍射线与方石英的特征谱线重合，石英玻璃小角度没有散射。说明石英征谱线重合，石英玻璃小角度没有散射。说明石英玻璃与方石英中原子间距离大体上是一致的，玻璃玻璃与方石英中原子间距离大体上是一致的，玻璃是一种密实体，没有不连续的粒
21、子或粒子间没有很是一种密实体，没有不连续的粒子或粒子间没有很大的空隙。大的空隙。 该该学学说说说说明明玻玻璃璃结结构构宏宏观观上上是是均均匀匀的的。解解释释了了结结构上是远程无序的，揭示了玻璃各向同性等性质。构上是远程无序的，揭示了玻璃各向同性等性质。计算得到玻璃结构的有序部分距离在计算得到玻璃结构的有序部分距离在1.01.2nm附近，接近晶胞大小物质主要部分不可能以方石英附近，接近晶胞大小物质主要部分不可能以方石英晶体的形式存在，而每个原子的周围原子配位对玻晶体的形式存在，而每个原子的周围原子配位对玻璃和方石英来说都是一样的。璃和方石英来说都是一样的。3.3.玻璃的性能玻璃的性能（1 1）硅
22、酸盐玻璃）硅酸盐玻璃石英玻璃：石英玻璃：石英玻璃是由石英玻璃是由SiOSiO4 4 四面体以四面体以顶角相连顶角相连而组成的三维网络。而组成的三维网络。玻璃的结构参数：玻璃的结构参数： 当当R R2 2O O、RORO等氧化物引入石英玻璃，形成二元、等氧化物引入石英玻璃，形成二元、三元甚至多元硅酸盐玻璃时，由于三元甚至多元硅酸盐玻璃时，由于O/SiO/Si比增加比增加三维骨架破坏三维骨架破坏玻璃性能改变。玻璃性能改变。 R R O/Si O/Si 比，即玻璃中比，即玻璃中氧离子总数氧离子总数与与网络形成离子网络形成离子总数总数之比。之比。X X 每个多面体中每个多面体中平均非桥氧平均非桥氧数。
23、数。Y Y 每个多面体中每个多面体中平均桥氧数平均桥氧数。Z Z = = 每个多面体中每个多面体中氧离子平均总数（氧离子平均总数（一般硅酸盐和一般硅酸盐和磷酸盐玻璃中为磷酸盐玻璃中为4 4，硼酸盐玻璃中为，硼酸盐玻璃中为3 3） 。参数间存在的关系参数间存在的关系：312.5P2O5223Na2OSiO2402Na2O Al2O3 2SiO23.50.52.25Na2O 1/3Al2O3 2SiO2312.5Na2O2SiO2402SiO2YXR组成典型玻璃的网络参数典型玻璃的网络参数X X，Y Y和和R R值值 Y Y是结构参数。玻璃的很多性质是结构参数。玻璃的很多性质取决于取决于Y Y值。
24、值。Y2 Y10101010/s/s，合金为，合金为1010/s,/s,必须采用特殊方法制备。必须采用特殊方法制备。 三种常用的方法：一是三种常用的方法：一是单辊法单辊法，即将液体金属从喷嘴中喷射到，即将液体金属从喷嘴中喷射到高速旋转的圆辊面上，因为辊面的温度很低，液体金属一接触到辊高速旋转的圆辊面上，因为辊面的温度很低，液体金属一接触到辊面就快速冷凝，在离心力的作用下被抛离辊面，形成厚度为面就快速冷凝，在离心力的作用下被抛离辊面，形成厚度为15154040微米，宽度为微米，宽度为5 5100100毫米，尺寸可以调整控制的金属玻璃薄带。毫米，尺寸可以调整控制的金属玻璃薄带。二是二是双辊法双辊法
25、，此法也生产带状制品。与单辊法不同的，此法也生产带状制品。与单辊法不同的是，液体状金属喷射到两辊间隙处，进行双面冷却和是，液体状金属喷射到两辊间隙处，进行双面冷却和压延。压延。三三是水中拉丝法。是水中拉丝法。金属玻璃丝有独特的用途，但难以金属玻璃丝有独特的用途，但难以用上述的辊面冷却方法制作，故常用水中拉丝法制作，用上述的辊面冷却方法制作，故常用水中拉丝法制作，即把液体金属连续注入冷却水中，直接获得金属玻璃即把液体金属连续注入冷却水中，直接获得金属玻璃丝。丝。此外，晶体材料在高能辐照或机械驱动作用下此外，晶体材料在高能辐照或机械驱动作用下也会发生非晶转变。也会发生非晶转变。“微晶微晶”无序模型
26、：无序模型： 金属玻璃结构模型金属玻璃结构模型 非晶结构中只有尺寸很小的，不超过非晶结构中只有尺寸很小的，不超过1-1.9nm1-1.9nm的微晶的微晶粒，所谓粒，所谓“微晶微晶”不同于一般的晶体不同于一般的晶体, , 而带有晶格变形而带有晶格变形的有序区域的有序区域, , 在在“微晶微晶”中心质点排列较有规律，愈远中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大，离中心则变形程度愈大，“微晶微晶”分散在无定形介质中。分散在无定形介质中。 拓扑无序模型：拓扑无序模型：金属玻璃可以看作是一些均匀连续的、致密填充的、金属玻璃可以看作是一些均匀连续的、致密填充的、混乱无规的原子硬球的集合，即不存在微晶
27、与周围混乱无规的原子硬球的集合，即不存在微晶与周围原子为晶界所分开的情况，在堆垛中没有容纳另一原子为晶界所分开的情况，在堆垛中没有容纳另一种球的孔洞，同时，在相隔种球的孔洞，同时，在相隔5 5个或更多球的直径范个或更多球的直径范围内，球的位置之间仅存在微弱的相关性。围内，球的位置之间仅存在微弱的相关性。 具有优良的磁学性能：具有优良的磁学性能：理想的软磁材料，易磁化或退磁。理想的软磁材料，易磁化或退磁。 耐腐蚀性能耐腐蚀性能远远胜过不锈钢其原因是金属玻远远胜过不锈钢其原因是金属玻璃内部原子呈无序排列，不存在晶体的交界面，璃内部原子呈无序排列，不存在晶体的交界面，也不存在晶体缺陷，腐蚀液体无法也
28、不存在晶体缺陷，腐蚀液体无法“入侵入侵”。 具有极高的强度，具有极高的强度，目前铁系金属玻璃的屈服强度目前铁系金属玻璃的屈服强度约为约为40004000兆帕，镍系和钴系金属玻璃的屈服强度约为兆帕，镍系和钴系金属玻璃的屈服强度约为30003000兆帕，远远超过了同类的晶态合金的强度。兆帕，远远超过了同类的晶态合金的强度。 兼有良好的塑性，兼有良好的塑性，可经受可经受180180弯曲而不断裂。弯曲而不断裂。它的抗裂纹扩展能力强，断裂韧性值约为钢的它的抗裂纹扩展能力强，断裂韧性值约为钢的5 5倍，倍，铝合金的铝合金的1010倍，硅酸盐玻璃的倍，硅酸盐玻璃的1 1万倍。万倍。 四、液晶态结构四、液晶态
29、结构 1 1、液晶分子的结构特征与分类、液晶分子的结构特征与分类 某些物质在熔融状态或被溶剂溶解后虽然获某些物质在熔融状态或被溶剂溶解后虽然获得了液态物质的流动性，但在材料内部仍然保留得了液态物质的流动性，但在材料内部仍然保留有分子排列的一维或二维有序，在物理性质上表有分子排列的一维或二维有序，在物理性质上表现出各向异性现出各向异性 ，形成兼有晶体和液体部分性质形成兼有晶体和液体部分性质的状态称为的状态称为液晶态，液晶态，处于这种状态下的物质叫处于这种状态下的物质叫液液晶晶（liquid-crystalline）。）。 通常具有通常具有刚性分子结构刚性分子结构，呈棒状或近似棒，呈棒状或近似棒状
30、构象，这样的结构部分称为状构象，这样的结构部分称为液晶原液晶原；液晶原；液晶原连有一个或几个连有一个或几个柔性分子链柔性分子链；此外还具有在液此外还具有在液态下维持分子某种有序排列所必需的极性基团。态下维持分子某种有序排列所必需的极性基团。按液晶形成方式和性能分按液晶形成方式和性能分:热致液晶（热致液晶（thermotropic）和溶致液晶）和溶致液晶(lyotropic)热致液晶：超出一定温度范围，热致液晶就不再热致液晶：超出一定温度范围，热致液晶就不再呈现液晶态，温度低了，出现结晶现象，温度升呈现液晶态，温度低了，出现结晶现象，温度升高了，就变成液体。高了，就变成液体。 溶致液晶：两种或两
31、种以上组分形成的液晶，其溶致液晶：两种或两种以上组分形成的液晶，其中一种是水或其他极性溶剂，在溶液中达到某一中一种是水或其他极性溶剂，在溶液中达到某一临界浓度以上时才呈现液晶态。临界浓度以上时才呈现液晶态。2 2、液晶的结构、液晶的结构 按液晶分子的排列形式和有序性的不同，分为：按液晶分子的排列形式和有序性的不同，分为：近晶相近晶相 近晶型结构：近晶型结构：分子排列成层片状结构，分子长轴分子排列成层片状结构，分子长轴垂直层片平面，层内分子排列保持二维有序。垂直层片平面，层内分子排列保持二维有序。向列型结构：向列型结构：分子长轴方向倾向于沿一个共同的分子长轴方向倾向于沿一个共同的主轴平行排列，但
32、重心排列是无序的，呈现一维主轴平行排列，但重心排列是无序的，呈现一维有序性。有序性。近晶相近晶相 胆甾型结构：胆甾型结构：分子彼此平行排列成层状结构，但分子彼此平行排列成层状结构，但长轴是在层片平面上。长轴是在层片平面上。柱状型结构：柱状型结构：在低温或高浓度下盘状分子可以形在低温或高浓度下盘状分子可以形成这样的柱状型液晶。柱体形成二维有序的六角成这样的柱状型液晶。柱体形成二维有序的六角形排列，柱内分子仅像液体分子那样面对面堆垛。形排列，柱内分子仅像液体分子那样面对面堆垛。 晶体的结构特点是质点在三维空间作周期性的重晶体的结构特点是质点在三维空间作周期性的重复排列，即近程和远程都是有序的。复排列，即近程和远程都是有序的。 非晶态固体的结构具有近程有序，而远程无序的特点。非晶态固体的结构具有近程有序，而远程无序的特点。 准晶态固体的结构不具有晶体的平移对称性，但准晶态固体的结构不具有晶体的平移对称性，但具有取向性的周期性有序。具有取向性的周期性有序。 纳米晶由三维中至少有一维方向上尺寸为纳米级纳米晶由三维中至少有一维方向上尺寸为纳米级的结构单元（主要是晶体）所构成。的结构单元（主要是晶体）所构成。
