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1、(1)第一章1.2.1 晶体学基础第二节 原子的规则排列规则排列规则排列,长程有序无规排列无规排列,长程无序固态物质固态物质晶晶体体非晶体非晶体(2)第一章晶体与非晶体特点晶体与非晶体特点1)1)熔点熔点熔点熔点晶晶体：体：非晶体：非晶体：规则规则排列排列不规则不规则排列排列不规则不规则排列排列不规则不规则排列排列突变突变突变突变渐变渐变渐变渐变有有有有确定的熔点确定的熔点无无无无确定的熔点确定的熔点2)2)各向异性各向异性各向异性各向异性晶晶体体非晶体非晶体各向各向异异异异性（表性（表1-4）各向各向同同同同性性第二节 原子的规则排列1.2.1 晶体学基础固态固态液态液态(3)第一章2. 2
2、. 2. 2. 晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵原子核电子云原子核电子云原子原子抽象抽象小球棍小球棍球棍模型球棍模型刚球刚球刚球模型刚球模型看作看作晶体结构晶体结构原子的具体排列方式原子的具体排列方式反映反映即即第二节 原子的规则排列1.2.1 晶体学基础n晶体结构：原子、离子或原晶体结构：原子、离子或原子团按照一定几何规律的子团按照一定几何规律的具体具体排列方式排列方式。n可能存在局部缺陷，可有无可能存在局部缺陷，可有无限多种。限多种。(4)第一章晶体结构晶体结构空间点阵空间点阵得到得到法则：法则：法则：法则：1.一个或几个小球合并成一个数学点一个或几
3、个小球合并成一个数学点（阵点或结点阵点或结点）2.高度对称的几何关系高度对称的几何关系结果：结果：结果：结果：每个阵点每个阵点具有相同的环境具有相同的环境数学抽象数学抽象第二节 原子的规则排列1.2.1 晶体学基础2. 2. 2. 2. 晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵原子的具体排列方式原子的具体排列方式n空间点阵：由空间点阵：由几何点几何点作作周期性的规则排列所形周期性的规则排列所形成的三维阵列。成的三维阵列。n是理想排列，有是理想排列，有1414种。种。(5)第一章第二节 原子的规则排列1.2.1 晶体学基础2. 2. 2. 2. 晶体结构与空间点阵
4、晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵图1-2 空间点阵示意图 点阵的结点都是等同点点阵的结点都是等同点。 点阵只是表示原子或原子集团分布规律的一种几何抽象，每个结点不一定代表一个原子。可能在每个结点处恰好有一个原子，也可能围绕每个结点有一群原子（原子集团）。但是，每个结点周围的环境（包括原子的种类和分布）必须相同，亦即等同点。(6)第一章第二节 原子的规则排列1.2.1 晶体学基础2. 2. 2. 2. 晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵二维点阵和晶体结构(7)第一章原子的具体排列方式原子的具体排列方式空间点阵空间点阵数学抽象数学抽象提取
5、提取有代表性的、基本的单元有代表性的、基本的单元结构晶胞结构晶胞点阵晶胞点阵晶胞统称统称晶胞晶胞晶体结构晶体结构直接表达直接表达第二节 原子的规则排列1.2.1 晶体学基础n晶格：描述晶体中原子晶格：描述晶体中原子排列规律的空间格架。排列规律的空间格架。n晶胞晶胞(unit cell)(unit cell)：构成：构成晶格的最基本单元。晶格的最基本单元。(8)第一章1.2.1 晶体学基础u晶体结构与空间点阵第二节 原子的规则排列晶胞的大小和形状。平行六面体，即晶胞。平行六面体，即晶胞。晶晶胞胞的的三三条条棱棱ABAB、ADAD和和AEAE的的长长度度就就是是点点阵阵沿沿这这些些方方向向的的周周
6、期，这三条棱就称为晶轴。期，这三条棱就称为晶轴。晶晶胞胞的的大大小小取取决决于于ABAB，ADAD和和AEAE这这三三条条棱棱的的长长度度a a，b b和和c c，而而晶晶胞胞的的形形状状则则取取决决于于这这些些棱棱之之间间的的夹夹角角，和和 。 a a，b b，c c，和和 这这6 6个个参参量称为点阵常数或晶格常数。量称为点阵常数或晶格常数。右螺旋坐标右螺旋坐标(9)第一章1.2.1 晶体学基础u晶体结构与空间点阵第二节 原子的规则排列问： 既然任何晶体的晶胞都可以看成是平行六面体，那么不同的晶体的差别在哪里？ 差别有两点：(1)(1)不同晶体的晶胞，其大小和形状可能不同。不同晶体的晶胞，
7、其大小和形状可能不同。(2)(2)围绕每个结点的原子种类、数量及分布可能不同。围绕每个结点的原子种类、数量及分布可能不同。 因此，晶胞可以理解成将空间点阵的结点用原子或原子集团具体化了的最小平行六面体。(10)第一章1.2.1 晶体学基础u晶体结构与空间点阵晶胞选取原则：能充分反映空间点阵的对称性；相等的棱和角的数目最多；具有尽可能多的直角；体积尽量小（不一定最小）。第二节 原子的规则排列(11)第一章按棱长按棱长a、b、c和夹角和夹角 、 、 七大晶系七大晶系分为分为1.2.1 晶体学基础第二节 原子的规则排列晶系晶系特征特征三斜三斜abc，单斜单斜abc，=90 正交正交abc，= = 9
8、0 六方六方abc，= 90，=120正方正方abc，= = 90 菱方菱方abc，= 90 立方立方abc， = = 90 右螺旋坐标右螺旋坐标(12)第一章1.2.1 晶体学基础1.2.1.3布拉菲点阵布拉菲点阵法国晶体学家：法国晶体学家：Bravais，1850年用年用数学方法推导，数学方法推导，14种点阵分属种点阵分属7个晶系个晶系第二节 原子的规则排列正交晶系正交晶系(13)第一章1.2.1 晶体学基础立方晶系：立方晶系：a=b=c,=90有三种点有三种点阵阵第二节 原子的规则排列为什么没有底心立方？(14)第一章1.2.1 晶体学基础立方晶系：立方晶系：a=b=c,=90有三种点有
9、三种点阵阵第二节 原子的规则排列底心立方可以连成体积底心立方可以连成体积更小的简单正方更小的简单正方(15)第一章1.2.1 晶体学基础正方晶系：正方晶系：a=bc,=90有二种点阵有二种点阵第二节 原子的规则排列没有底心正方、面心正方。没有底心正方、面心正方。底心正方底心正方简单正方简单正方面心正方面心正方体心正方体心正方(16)第一章1.2.1 晶体学基础第二节 原子的规则排列(17)第一章1.2.1 晶体学基础菱方晶系：菱方晶系：有一种点阵有一种点阵a=b=c,=90六方晶系：六方晶系：有一种点阵有一种点阵a=bc,=90,=120第二节 原子的规则排列(18)第一章1.2.1 晶体学基
10、础正交晶系：正交晶系：abc,=90，有四种点阵有四种点阵第二节 原子的规则排列(19)第一章1.2.1 晶体学基础单斜晶系：单斜晶系：abc,=90，有二种点阵有二种点阵第二节 原子的规则排列(20)第一章1.2.1 晶体学基础三斜晶系：三斜晶系：abc,90，有一种点阵有一种点阵第二节 原子的规则排列(21)第一章1.2.1 晶体学基础1.2.1.4晶向指数与晶面指数晶向指数与晶面指数晶向：空间点阵中各阵点列的方向。晶向：空间点阵中各阵点列的方向。晶面：通过空间点阵中任意一组阵点的平面。晶面：通过空间点阵中任意一组阵点的平面。国际上通用米勒指数标定晶向和晶面。国际上通用米勒指数标定晶向和晶
11、面。第二节 原子的规则排列为了能明确的、定量的表示晶格中任意两原子间连为了能明确的、定量的表示晶格中任意两原子间连线的方向或任意一个原子面。线的方向或任意一个原子面。为了能方便地使用为了能方便地使用数学方法数学方法处理晶体学问题。处理晶体学问题。(22)第一章1.2.1 晶体学基础 a a 建立坐标系。确建立坐标系。确定原点（阵点）、坐标轴定原点（阵点）、坐标轴和度量单位（棱边）。和度量单位（棱边）。 b b 求坐标。求坐标。u u,v,v,w,w。 c c 化整数。化整数。 u,v,w.u,v,w. d d 加加 。uvwuvw。第二节 原子的规则排列112112(1)(1)正交晶系晶向指数
12、的标定：正交晶系晶向指数的标定：oxyzX轴坐标轴坐标1Y轴坐标轴坐标1Z轴坐标轴坐标1111(23)第一章1.2.1 晶体学基础第二节 原子的规则排列1= 100+010+00100= 100+010+001 +100+010+001 +100+010+001= 110+101+011= 110+101+011 +110+101+011 +110+101+011 + 110+101+011+110+101+011 + 110+101+011+110+101+011= 111+111+111+111+111+111+111+111= 111+111+111+111+111+111+111+11
13、1说明：说明： a a 指指数数意意义义：代代表表相相互互平平行、方向一致的所有晶向。行、方向一致的所有晶向。 b b 负负值值：标标于于数数字字上上方方，表示同一晶向的相反方向。表示同一晶向的相反方向。 C C 晶晶向向族族：晶晶体体中中原原子子排排列列情情况况相相同同但但空空间间位位向向不不同同的的一一组组晶晶向向。用用表表示示，数数字字相相同同，但但排排列列顺顺序序不不同同或或正正负负号号不不同同的的晶晶向向属属于于同同一晶向族。一晶向族。xyz(24)第一章1.2.1 晶体学基础1.2.1.4晶晶向向指指数数与与晶晶面面指数指数(2)晶面指数的标定晶面指数的标定a建建立立坐坐标标系系（
14、标标定定面之外）：面之外）：确确定定原原点点、坐坐标标轴轴和和度量单位。度量单位。b量截距：量截距：x,y,z。c取倒数：取倒数：h,k,l。d化整数：化整数：h,k,k。e加圆括号：加圆括号：(hkl)。第二节 原子的规则排列(111)XYZ(25)第一章1.2.1 晶体学基础说明：说明：a指数意义：代表一组平行的晶面；指数意义：代表一组平行的晶面；b0的意义：面与对应的轴平行；的意义：面与对应的轴平行；c平行晶面：指数相同，或数字相同但正负号相反；平行晶面：指数相同，或数字相同但正负号相反；d晶晶面面族族：晶晶体体中中具具有有相相同同条条件件（原原子子排排列列和和晶晶面面间间距距完完全全相
15、同），空间位向不同的各组晶面。用相同），空间位向不同的各组晶面。用hkl表示。表示。第二节 原子的规则排列(26)第一章1.2.1 晶体学基础d晶晶面面族族：晶晶体体中中具具有有相相同同条条件件（原原子子排排列列和和晶晶面面间间距距完完全全相相同），空间位向不同的各组晶面。用同），空间位向不同的各组晶面。用hkl表示。表示。第二节 原子的规则排列(27)第一章1.2.1 晶体学基础d晶晶面面族族：晶晶体体中中具具有有相相同同条条件件（原原子子排排列列和和晶晶面面间间距距完完全全相相同），空间位向不同的各组晶面。用同），空间位向不同的各组晶面。用hkl表示。表示。第二节 原子的规则排列(28)第
16、一章1.2.1 晶体学基础第二节 原子的规则排列(29)第一章1.2.1 晶体学基础(2)晶面指数的标定晶面指数的标定第二节 原子的规则排列 从以上各例可以看出，立方晶系的等价晶面具有“类似的指数”，即指数的数字相同，只是符号（正负号）和排列次序不同。只要根据两个（或多个）晶面的指数，就能判断它们是否为等价晶面。另一方面，给出一个晶面族符号hkl，也很容易写出它所包括的全部等价晶面。 对对于于非非立立方方晶晶系系，由由于于对对称称性性改改变变，晶晶面面族族所所包包括括的的晶晶面面数数目目就就不不一一样样。例例如如正正交交晶晶系系，晶晶面面(100)(100)，(010)(010)和和(001)
17、(001)并不是等同晶面，不能以并不是等同晶面，不能以100100族来包括。族来包括。(30)第一章1.2.1 晶体学基础(2)晶面指数的标定晶面指数的标定e若晶面与晶向同面，则若晶面与晶向同面，则hu+kv+lw=0;f若晶面与晶向垂直，则若晶面与晶向垂直，则u=h,k=v,w=l。第二节 原子的规则排列(100)与与100垂直垂直与与010共面共面(110)与与110垂直垂直(110)与与110、111共面共面(111)与与111垂直垂直与与110共面共面(31)第一章1.2.1 晶体学基础(3)六方晶系中的晶向、晶面指数六方晶系中的晶向、晶面指数第二节 原子的规则排列对对六六方方晶晶系系
18、，用用三三个个指指数数表表示示晶晶面面和和晶晶向向时时，取取a a，b b，c c为为晶晶轴轴，而而a a 轴轴与与b b 轴轴的的夹夹角角为为120120，c c轴轴与与a a，b b 轴轴相相垂垂直直，如如图图所所示。示。用用三三指指数数表表示示六六方方晶晶系系的的晶晶面面和和晶晶向向最最大大的的缺缺点点是是晶晶体学上等价的晶面和晶向不具有类似的指数。体学上等价的晶面和晶向不具有类似的指数。(32)第一章1.2.1 晶体学基础(3)六方晶系中的晶向、晶面指数六方晶系中的晶向、晶面指数第二节 原子的规则排列为为了了使使晶晶体体学学上上等等价价的的晶晶面面或或晶晶向向具具有有类类似似的的指指数
19、数，对对六六方方晶晶体体来来说说，采采用用四四指指数表示。数表示。 四指数表示是基于4个坐标轴：a a1 1，a a2 2，a a3 3和c c轴，如图所示，其中，a a1 1，a a2 2和c c轴就是原 胞 的a a，b b和c c轴 ， 而a a3 3=-(a a1 1+a a2 2)。图1-10 六方晶体的四轴系统(33)第一章1.2.1 晶体学基础(3)六方晶系中的晶向、晶面指数六方晶系中的晶向、晶面指数a指数标定的特殊性：四轴坐标系指数标定的特殊性：四轴坐标系b晶面指数的标定晶面指数的标定与立方系相同，但采用四轴系，用与立方系相同，但采用四轴系，用四个数字表示：四个数字表示：(hk
20、il)i=-(h+k)第二节 原子的规则排列(34)第一章1.2.1 晶体学基础(3)六方晶系中的晶向、晶面指数六方晶系中的晶向、晶面指数a指数标定的特殊性：四轴坐标系指数标定的特殊性：四轴坐标系b晶面指数的标定晶面指数的标定c晶向指数的标定晶向指数的标定“行走法行走法”：沿平行于坐标轴方向移动，满足：沿平行于坐标轴方向移动，满足a3=-(a1+a2)解析法：解析法：投影法投影法:第二节 原子的规则排列先先求求出出晶晶向向上上任任一一点点在在四四个个轴轴上上的的垂垂直直投投影影，然然后后将将前前三三个个数数值值乘乘以以2/32/3，再再和和第第四四个个数数值值一一起起化化为为最最小小简简单整数
21、单整数(35)第一章1.2.1 晶体学基础(3)六方晶系中的晶向、晶面指数六方晶系中的晶向、晶面指数第二节 原子的规则排列四四轴轴坐坐标标中中晶晶向向指指数数的的确确定定，除除几几个个特特殊殊晶晶向向外外，对对一一般般的的晶晶向向，很很难难直直接接求求出出四四指指数数uvtw，比比较较可可靠靠的的方方法法是是先先求求出出待待标标晶晶向向在在a a1 1，a a2 2和和c c三三个个轴轴下下的的指指数数UVW,（这这比比较较容容易易求求得得），然然后后按按以以下下公公式式算算出四指数出四指数 uvtw：(36)第一章1.2.1 晶体学基础第二节 原子的规则排列三指数系统三指数系统 四指数系统四
22、指数系统晶面指数（晶面指数（hkl）（hkil）i-（hk）UVWuvtwU=u-t,V=v-t,W=w u= ,v= ,t=-(u+v),w=Wu= ,v= ,t=-(u+v),w=W晶向指数晶向指数3 31 12U-V2U-V3 31 12V-U2V-U(37)第一章练习1.画出立方晶系中下列晶面和晶向：画出立方晶系中下列晶面和晶向：(010)、(011)、(111)、(231)、(321)、010、011、111、231、3212.六方晶体中绘出下列晶面六方晶体中绘出下列晶面(1120)、(0110)、(1012)、(1100)、(1012)，求出图中晶向的，求出图中晶向的晶向指数。晶向
23、指数。第二节 原子的规则排列(38)第一章练习第二节 原子的规则排列(39)第一章练习第二节 原子的规则排列(40)第一章练习第二节 原子的规则排列1213(41)第一章1.2.1 晶体学基础（4）晶带）晶带a晶带：平行于某一晶带：平行于某一晶向直线晶向直线(uvw)所有所有晶面晶面(hkl)的组合。的组合。(晶带轴晶带轴)(晶带面晶带面)b性质：晶带用晶带轴的晶向指数表示性质：晶带用晶带轴的晶向指数表示(uvw晶带晶带)；晶带面晶带面/晶带轴晶带轴hu+kv+lw=0c晶带定律晶带定律凡满足上式的晶面都属于以凡满足上式的晶面都属于以uvw为晶带轴的晶带。推论：为晶带轴的晶带。推论：（a）由两
24、晶面由两晶面(h1k1l1)(h2k2l2)求其晶带轴求其晶带轴uvw：u=k1l2-k2l1;v=l1h2-l2h1;w=h1k2-h2k1。（b）由两晶向由两晶向u1v1w1u2v2w2求其决定的晶面求其决定的晶面(hkl)。h=v1w2-v2w1;k=w1u2-w2u1;l=u1v2-u2v1。第二节 原子的规则排列(42)第一章1.2.1 晶体学基础1.2.1.5晶面间距晶面间距一一组组平平行行晶晶面面中中，相相邻邻两两个个平平行晶面之间的距离。行晶面之间的距离。计算公式（简单立方）：计算公式（简单立方）：注注意意：只只适适用用于于简简单单晶晶胞胞；对对于于面面心心立立方方hkl不不全
25、全为为偶偶、奇奇数数，体体心心立立方方h+k+l=奇奇数数时时，d(hkl)=d/2。第二节 原子的规则排列(43)第一章1.2.1 晶体学基础1.2.1.5晶面间距晶面间距正交和四方晶系：正交和四方晶系：六方晶系：六方晶系：注注意意，上上述述晶晶面面间间距距计计算算公公式式仅仅适适用用于于简简单单晶晶胞胞，用于复杂点阵时要考虑晶面层数的增加。用于复杂点阵时要考虑晶面层数的增加。第二节 原子的规则排列(44)第一章1.2.1 晶体学基础练练习习：分分别别计计算算面面心心立立方方和和体体心心立立方方100， 110， 111晶晶 面面族的面间距。族的面间距。第二节 原子的规则排列晶面族晶面族10
26、0110111面间距面间距fccbccfcc: face-centered cubicfcc: face-centered cubicbcc: body-centered cubicbcc: body-centered cubic(45)第一章1.2.1 晶体学基础练练习习：分分别别计计算算面面心心立立方方和和体体心心立立方方100， 110， 111晶晶 面面族的面间距。族的面间距。第二节 原子的规则排列晶面族晶面族100110111面间距面间距fcca/2bcca/2fcc: face-centered cubicfcc: face-centered cubicbcc: body-cent
27、ered cubicbcc: body-centered cubic(46)第一章1.2.1 晶体学基础原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。计算：面心立方、体心立方计算：面心立方、体心立方100,110,111晶面、晶面、,晶向的原子密度。晶向的原子密度。第二节 原子的规则排列BCC: BCC: (47)第一章1.2.1 晶体学基础原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数
28、。计算：面心立方、体心立方计算：面心立方、体心立方100,110,111晶面、晶面、,晶向的原子密度。晶向的原子密度。第二节 原子的规则排列FCC: FCC: (48)第一章1.2.1 晶体学基础原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。计算：面心立方、体心立方计算：面心立方、体心立方100,110,111晶面、晶面、,晶向的原子密度。晶向的原子密度。第二节 原子的规则排列(49)第一章1.2.1 晶体学基础原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的线密
29、度：晶向上单位长度包含的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。计算：面心立方、体心立方计算：面心立方、体心立方100,110,111晶面、晶面、,晶向的原子密度。晶向的原子密度。第二节 原子的规则排列(50)第一章1.2.1 晶体学基础原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的面密度：单位晶面内的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。原子的线密度：晶向上单位长度包含的原子数。计算：面心立方、体心立方计算：面心立方、体心立方100,110,111晶面、晶面、,晶向的原子密度。晶向的原子密度。第二节 原子的规则排列晶面及晶向晶面及晶向面面(线线)密度密度bccfcc10011
30、0111(51)第一章1.2.1 晶体学基础两晶向间夹角：两晶向间夹角：两晶面间夹角：两晶面间夹角：第二节 原子的规则排列(52)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征1.2.2.1金属中常见晶体结构金属中常见晶体结构3种种常常见见晶晶体体结结构构：体体心心立立方方（bcc）、面面心心立立方方(fcc)、密排六方密排六方(hcp)第二节 原子的规则排列仅仅是是晶晶体体结结构构，不不是是点点阵阵，属属于于简简单六方点阵单六方点阵fcc: face-centered cubicfcc: face-centered cubicbcc: body-centered cubicbcc: body-cen
31、tered cubichcp: hexagonal close-packedhcp: hexagonal close-packed(53)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构：种常见晶体结构：(1)晶胞中的原子数晶胞中的原子数nbcc:fcc:hcp:(2)点阵常数：点阵常数：bcc:fcc:hcp:a=2R,ca=1.633第二节 原子的规则排列(54)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构：种常见晶体结构：(3)晶体原子排列紧密晶体原子排列紧密程度程度配位数配位数(CN)bcc:fcc:(图图1-21)hcp:致密度致密度bcc:0.68fcc:0.74h
32、cp:0.74第二节 原子的规则排列(55)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征第二节 原子的规则排列常见晶体的几何参数(56)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构：种常见晶体结构：(4)晶体结构中的间隙晶体结构中的间隙四面体间隙四面体间隙八面体间隙八面体间隙fcc:rB/rA:0.2250.414第二节 原子的规则排列(57)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构：种常见晶体结构：(4)晶体结构中的间隙晶体结构中的间隙四面体间隙四面体间隙八面体间隙八面体间隙fcc:rB/rA:0.2250.414第二节 原子的规则排列(58)第一章1.2.2 晶体结构及其
33、几何特征3种常见晶体结构：种常见晶体结构：(4)晶体结构中的间隙晶体结构中的间隙四面体间隙四面体间隙八面体间隙八面体间隙bcc:rB/rA:0.290.15第二节 原子的规则排列(59)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构：种常见晶体结构：(4)晶体结构中的间隙晶体结构中的间隙四面体间隙四面体间隙八面体间隙八面体间隙hcp:rB/rA:0.2250.414第二节 原子的规则排列(60)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构：种常见晶体结构：(4)晶体结构中的间隙晶体结构中的间隙第二节 原子的规则排列(61)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征第二节 原子的规
34、则排列(1)fcc和和hcp都是密排结构，而都是密排结构，而bcc则是比较则是比较“开放开放”的结构，的结构，因为它的间隙较多。因为它的间隙较多。(2)fcc和和hcp金属中的八面体间隙大于四面体间隙，故这些金金属中的八面体间隙大于四面体间隙，故这些金属中的间隙原子往往位于八面体间隙中。属中的间隙原子往往位于八面体间隙中。 (3)(3)在在bccbcc晶晶体体中中，四四面面体体间间隙隙大大于于八八面面体体间间隙隙，因因而而间间隙隙原原子子应应占占据据四四面面体体间间隙隙位位置置。但但有有些些情情况况下下，间间隙隙原原子子占占据据八八面体间隙位置（如碳在面体间隙位置（如碳在- -铁中）。铁中）。
35、 (4) (4)fcc和和hcp中的八面体间隙远大于中的八面体间隙远大于bcc中的八面体或四面体间中的八面体或四面体间隙，因而间隙原子在隙，因而间隙原子在fcc和和hcp中的固溶度往往比在中的固溶度往往比在bcc中大得多。中大得多。 (5)(5)fcc和和hcp晶体中的八面体间隙大小彼此相等，四面体间隙大晶体中的八面体间隙大小彼此相等，四面体间隙大小也相等，其原因在于这两种晶体的原子堆垛方式非常相像。小也相等，其原因在于这两种晶体的原子堆垛方式非常相像。(62)第一章第二节 原子的规则排列1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构种常见晶体结构：(5)晶体中原子的堆垛方式晶体中原子的堆垛
36、方式fcc:ABCABChcp:ABABAB(63)第一章第二节 原子的规则排列1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构种常见晶体结构：(5)晶体中原子的堆垛方式晶体中原子的堆垛方式fcc:ABCABChcp:ABABAB(64)第一章第二节 原子的规则排列1.2.2 晶体结构及其几何特征3种常见晶体结构种常见晶体结构：(5)晶体中原子的堆垛方式晶体中原子的堆垛方式fcc:ABCABChcp:ABABAB(6)晶体结构的多晶型性晶体结构的多晶型性bcc: bcc: 最密排面（最密排面（110110）(65)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征1.2.2.2陶瓷的晶体结构陶瓷的晶体结构
37、两类：两类：离子晶体：离子晶体：MgO,CaO,ZrO2,Al2O3共价键晶体：共价键晶体：SiC,Si3N4,SiO2(1)离子晶体的结构离子晶体的结构NaCl型：型：MgO,NiO,FeO,MnOZrO2型型(CaF2型型)：ZrO2，UO2，ThO2，CeO2Al2O3型：型：Al2O3，Cr2O3，-Fe2O3，Ti2O3，V2O3离子的配位数与两个异号离子半径的比值有关。（图离子的配位数与两个异号离子半径的比值有关。（图1-28）第二节 原子的规则排列(66)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征第二节 原子的规则排列(67)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征第二节 原子的规则排列离子晶体的配位数主要决定于离子半径的大小。一般离子晶体的配位数主要决定于离子半径的大小。一般离子半径较大的负离子堆积成骨架，可以是面心立方，离子半径较大的负离子堆积成骨架，可以是面心立方，密排六方，简单立方等，正离子按自身的大小居于相应密排六方，简单立方等，正离子按自身的大小居于相应的负离子空隙中。的负离子空隙中。(68)第一章1.2.2 晶体结构及其几何特征(2)共价键晶体的结构（共价键晶体的结构（SiC,Si3N4,SiO2）第二节 原子的规则排列
