衍射原理与分析材料现代分析方法PPT学习教案.pptx

【衍射原理与分析材料现代分析方法】\n\n晶体学是研究晶体结构与性质的科学，晶体的特点包括均匀性、各向异性、固定熔点、规则外形以及对称性。晶体内部的微观结构决定了其宏观特性，这些特性在材料分析中至关重要。\n\n晶体结构由一系列重复的基本单元组成，这一基本单元称为晶格或单位晶胞。晶格是由无限个点构成的空间数组，每个点拥有相同的环境。晶格中的点称为阵点，它们与一组原子相关联，形成晶格基元或晶胞。晶胞是晶体的最小重复单元，通过平移复制可以重建整个晶体。\n\n晶胞有三个参数：a, b, c，分别代表晶胞的三个边长，同时还有夹角α、β和γ。晶胞的边界被称为基本矢量，即a, b, c向量。在所有可能的空间排列中，布拉菲（Bravais）发现了14种不同类型的晶格，这些晶格反映了所有空间点阵的特性，称为布拉菲点阵。\n\n晶系是根据晶格参数间的关系划分的七种晶体类型，它们包括三方、四方、六方、斜方、单斜、三斜和立方晶系。每个晶系都有其独特的点阵参数和对称性。\n\n晶体学指数用于描述晶体中的结构元素。结点指数[[m n p]]表示阵点的位置，晶向指数[u v w]定义原子排列的方向，而晶面指数(h k l)则指定了原子构成的平面。Miller（密勒）指数是一种统一的标准，用于标记晶向和晶面。\n\n对于简单点阵，阵点坐标通常是(0 0 0)。底心点阵的阵点除了位于顶点外，还在两个相对的面心处，坐标可能是(0 0 0)和(1/2 1/2 0)。体心点阵在体心有一个额外的阵点，坐标是(1/2 1/2 1/2)。面心点阵的阵点不仅在顶点，还存在于每个面心，坐标包括(0 0 0)，(1/2 1/2 0)，(1/2 0 1/2)，和(0 1/2 1/2)。\n\n在分析晶体结构时，晶面间距的计算是关键。对于正交晶系，晶面间距计算公式因a, b, c的不同而不同；对于正方晶系，由于a=b，晶面间距计算简化；而在立方晶系中，所有晶面间距计算均相同，此时a=b=c。这些计算公式涉及X射线衍射、透射电子显微镜等现代分析技术，用于确定材料的晶体结构，进而影响材料的光学、电学、磁学等性能。