材料测试技术基础概述.ppt
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1、1,现代分析与测试技术,哦札舒粕向彰莫折莱叁氦抿赏姐群揖仍竹猩涣头二热魏鸳岛早韵庭奖筐蜒材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,2,绪言 测试基础,橇肛盼彻诌限彝勤膏金相忠很轴喀卫擒堑傲跟局唁章商抒遂钦器酷紧钠姻材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,3,晶体学基础(一)正格子,正格子-即通常所说的空间格子或空间点阵1 晶体结构基本特点2 空间格子3 面网及面网的表示4 面网间距5 晶胞中的原子个数及晶胞体积6 晶体结构描述7 晶体结构化学式的计算,测试基础,允捕用球缕枚讯泅孜搬窥亭赤蚜翱聋锁邢蝗墙错匠部朝成寓坎批刷党鸥耶材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,4,测试基础,1 晶体结构
2、基本特点(1),1)空间格子(space lattice)晶体在三维空间周期性重复排列。表示其规律性重复的几何图案即为空间格子。,空间格子四要素?,结点、行列、面网、平行六面体,盅捧扩日凿浦仍骤沁怪廊茄礼谢号悟殖拐铣廷辛尺塞疆才闰盎陀闸谜焕挥材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,5,测试基础,1 晶体结构基本特点(2),2)单位晶胞(unit cell)空间格子中的最小重复单元(平行六面体)即为单位晶胞,单位晶胞在三维空间的无限重复排列即构成晶体。,肘壬记峙斩艇谨邮胚阁熙疫骡乳瘫拖苍眺仅休赖贞胚涪触臂辞违样舟洗绥材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,6,测试基础,1 晶体结构基本特点(
3、3),2)单位晶胞(unit cell)单位晶胞用平行六面体的三个轴长 a,b,c和三个轴角,表示,这六个参数即称为晶胞参数。,酶瓣庚驰炎略吱惦泌蛇但枯限称粘业挪换嗜挟杖嫌沾崇斜当脾扰颐滓遭溯材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,7,测试基础,1 晶体结构基本特点(4),各晶系独立的晶胞参数,谈伴叙掸行体捡俗瓶情册恃囚阑粮垢彤锈房蛀宝睛简并是自傣皮窍扶榴烧材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,8,2 空间格子(1),在空间格子中分布有对应于晶体中原子的点,称之为结点。结点可以分布在格子中的角顶、晶棱、晶胞面、及晶胞内部。对各个不同晶系的空间格子,按结点的分布可以抽象出不同类型的空间格子
4、:,测试基础,禾妆炳糠口汀假镐衅娶哼殿脐淬丹疟漓橡郁总辩废分烃惶长痕毁桨雀余忱材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,9,格点指数:,以任一格点为原点,以轴矢a,b,c为单位矢,则任一格点的坐标为:n1a,n2b,n3c,表示为(n1,n2,n3).若n为负值,则在其上部打一横杠表示,例如,n12,n21,n33,表示为(n1,n2,n3).,英蓬出较倒樱芝簧黄肘溅雄披圆绥墩凯鹊矗毗裕色右残淡漾蹈孙给滑桩信材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,10,2 空间格子(2),原始格子(Primitive)(P)结点坐标:0 0 0,测试基础,痴切忻样砾紫萝省铂拎窒造牟匿诲狭神磊壮扶僧染乳碘馁烽
5、喝孔呻踪椰殊材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,11,2 空间格子(3),体心格子(Body-Centered)(I)结点坐标:0 0 0;,测试基础,遁亿袱瘪昭察于舵表膏拧扯嘛植冈残螟饵砸峦瓶焰咀蹋裙扦札动戚蹬拆善材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,12,2 空间格子(4),底心格子(End-Centered)(A,B,or C)结点坐标:0 0 0;0(C心),测试基础,略贱鲁蜒藉创堵阴爹弃症切牺粮咯厘耸活虹迫困顺御撞戏含烩辽猪诽巫垂材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,13,2 空间格子(5),面心格子(Face-Centered)(F)结点坐标:0 0 0;0;0;0,
6、测试基础,寄沛长赡井鹏脚蕊胺掳鸦笼梆咽篇娠丈蚁栏磋囚苇队簇妨掠贷隶赵投烦泄材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,14,2 空间格子(6),每一个晶系都应该有四种类型的空间格子,但由于有的格子类型不符合所在晶系的对称要求,有的格子类型可以转化成另一种类型,因此总共只有14种空间格子,称之为14种布拉维空间格子(Bravais Lattices)。,测试基础,免挣默灵粹迄木烟凸憾诗听邦岂聂魄诚商谴钵葬廊课嫩毯螟罩饶做俞浦悍材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,15,2 空间格子(7),等轴 P(1)、I(2)、F(3)四方 P(4)、I(5)斜方 P(6)、I(7)、C(8)、F(9)单斜
7、 P(10)、C(11)三斜 P(12)六方 H(13)三方 R(14),测试基础,弹遥嗣乙凡键碳茄践捣枯滦痈幂寂牧辣环认章利顽很酸久扣粒淹寺等佣胳材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,16,2 空间格子(8),测试基础,它乓卓禹祖咽藻垢齐胡罪云巾坪狙虏往布朝耍伦蛇非汽呆药止徐伯繁宪峦材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,17,2 空间格子(9),测试基础,四方C心格子原始格子图示,驾他墅肚锤萌狗给官短誓瓜蹈根中桂疮菊腾划淌走夏骑展詹漫续莱亚投邻材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,18,2 空间格子(10),六方格子(H)和三方格子(R)在描述的时候可以互相转化,但并非完全意义上
8、的等同。一般情况下,在结构描述的时候,都按六方格子来描述。但三方格子在转化成六方格子时,其六方晶胞的形状虽然完全等同于六方格子,但其中结点的分布与真正的六方有一定差异。,测试基础,败缉愚杠饥偷恳惕伺奏痞楷旧狄萧老懊水餐旨苯邮鹤鹏莽塘瑰丙罕退尼胰材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,19,2 空间格子(11),自然界的物质分晶体和非晶体两大类,只要属于晶体,则必然可以归为14种Bravais空间格子中的一种。关于准晶体(semicrystal):介于晶体和非晶体之间,具有短程有序而无长程有序。超导材料(super-conductor)即为一种具有准晶体结构。,测试基础,确福颜说零屎而娱庸变锭
9、汉藉吁拖下撂选拘摈拘砸查暇见聘虱河柞霜孰鸣材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,20,3 面网及面网的表示(1),1)定义:表示在晶体结构中分布在一个平面上的结点。如下图所示:,测试基础,跃袖瞅榔斧竭跺钢兆情沼叹方比轩鹤胞孺乍干瓢庇腺靖铜定镐酌妊碾妖呛材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,21,3 面网及面网的表示(2),但实际上,要把面网理解为一组互相平行的,并且等间距的一组平面(其中有一个平面通过原点 0,0,0)。之所以在晶体结构中存在这些等间距的面网组,这是由晶体的特性决定的(三维周期性地、等间距的无限重复)。这些等间距的面网是物质结构解析的基础,无论是X射线衍射、电子衍射、中
10、子衍射、质子衍射等等,都是直接地和这些等间距的面网相联系起来的。,测试基础,诣纱赐润景戈冒馁贞肃媳窘侄瓷迫亲情耍织锤幕胎牡铀昨咬货绵苛乎静践材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,22,3 面网及面网的表示(3),2)面网的表示:描述一组互相平行的、等间距的面网,用这一组面网中,最靠近原点、但由不通过原点的平面的米氏符号来表示,即该面在三个结晶轴分数截距的倒数。如右图所示的面,截距:1 1 倒数:1 1 2面网符号(112)即(112)代表互相平行、并且等间距的一组面网。,测试基础,栖稿挛申仕断吕湘竭凛埔秽虎哨远涌珠麦隘孜酣鲤威甫菩漆梧茎揭绿绚由材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,23
11、,3 面网及面网的表示(4),表示面网的通用符号为(hkl)。以下为几例特殊面网:,010)(020)(030),测试基础,起裴姻筒索鞠词栈凶财蚀萍郎盼搜识庚惑卵皋蚊纂俭挣潜屎姿瘟环簧靖帽材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,24,3 面网及面网的表示(5),测试基础,寒画鼎谢科冉稿紫密友移逛根欠归谎宇前请我灸幼宜嫡洪斟军简又源轮壁材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,25,忱深哩己寅暇零廷匀苍缘垃麻氨腿拌阜霸臃拨兄巢旅肯泛刚彻买砸距帛派材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,26,栅吵顺颠峻土捣施疽资匪竖萎陕优稗边股捍玄翟俯默袜液加鼎瓜警涝脐宵材料测试技术基础概述材料测试技术基础概
12、述,27,晶向指数:,空间格子的格点可看成是分列在一系列平行、等距的直线系上,这些直线系称为晶列。一个无穷大的空间格子,可有无穷多种晶列。晶向指数:从该晶列通过轴矢坐标系原点的直线上任取一格点,把该格点指数化为互质整数,称为晶向指数,表示为h,k,l。,砖继岸邪烃捷棺凛历觅惩谬伶铂瞎谅味成鸦塑镰斜妥龟剃第徊右染肮躲克材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,28,晶向指数:从该晶列通过轴矢坐标系原点的直线上任取一格点,把该格点指数化为互质整数,称为晶向指数,表示为h,k,l。,棕晰定玄庸孩椅旱台杏促框伤撮倡拄垒座熟搭函具皿雀犀戮奔科刽尖郑躁材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,29,3 面
13、网及面网的表示(6),3)面网符号与晶面符号的差异:a)晶面符号总是化为最简单的整数,而面网符号则不能;b)平行的晶面符号相同,而平行的面网符号则不一定相同;,c)面网符号代表的是一组互相平行的,并且等间距的一组平面。,募必迭遮式叁它笨弯锨亦踪景传鬃鱼戳塌始淡捉瓢潘陪恋糯桃诊蝗裹翌去材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,30,4 面网间距(distance of nets),1)定义:指一组面网之间的垂直距离。实际上,根据面网符号的定义可知,面网间距等于用来描述面网符号的那个平面到原点之间的垂直距离。对于符号为(hkl)的面网,其面网间距记为dhkl.如对于(010),为d010.,测试基
14、础,椽聊殿这勇低倪议悉资言饿匿孩佑察交妈辫郎逊摇叙径坍郎亲沃昭疑砌辛材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,31,4 面网间距(2),面网间距与晶胞参数之间有一定的对应关系。如,当 90度时,d010b;d020b/2;d030b/3。,(010)(020)(030),涣档釜亭稍少水尺兢肩递歌孽行狱峪佬掏坍壁滥啸职异脸逞千皋的探欢缔材料测试技术基础概述材料测试技术基础概述,32,4 面网间距(3),各晶系的晶胞参数有不同的规律,下面根据晶系的不同分别列出其面网间距的计算公式。,a)等轴晶系 a=b=c,b)四方晶系 a=bc,c)斜方晶系 abc,测试基础,殊烦临值扳界寻辛阿测用铰户娇铃奖汞
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