材料现代研究方法1课件

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1、东北大学材冶学院材料研究所材料现代研究方法前言晶体学概要X射线的产生、性质及衍射基本实验技术及多晶衍射指数化电子显微镜的结构与功能电子衍射及分析本课程的内容扫描电镜及成分分析电镜显微图象解释10/21/20212学习本课程的目的：1.正确选择材料分析、测试方法（遇到相关问题知道采用何种或几种方法解决）。2.能看懂或会分析一般（典型、较简单）的测试结果。3.能与分析测试专业人员共同商讨有关材料分析研究的试验方案、分析较复杂的测试结果。4.具备材料分析测试工作的基础，具有继续学习和掌握材料分析测试新方法、新技术的自学能力。10/21/20213参考书

2、:现代物理测试技术梁志德王福主编冶金工业出版社2003材料分析方法周玉主编机械工业出版社2000材料研究方法谈育煦胡志忠编机械工业出版社2004金属X射线衍射与电子显微分析技术李树棠主编冶金工业出版社1980金属电子显微分析陈世扑王永瑞主编机械工业出版社1982材料电子显微分析魏全金编冶金工业出版社1990金属X射线学范雄主编机械工业出版社1989固体X射线学黄胜涛主编高等教育出版社198510/21/20214一·晶体学概要10/21/202151.1晶体的对称性☆晶体：大量的、彼此相同的质点或几种质点在三维空间规则排列而成的物体。☆晶体多面体

3、：结晶条件理想时，晶体具有自然形成的规则外形，即由平面和凸出的棱和角组成的形体，称晶体多面体。☆重要的几何学特征：对称性几何形体中相同部分有规律地重复出现。岩盐晶体外形的对称：1）对称面分为左右两个相等图形。2）对称轴绕Z轴旋转90°后，整个晶体形态不变。3）对称心与中心O等远的两端情况相同等。对称形体经一定变换后恢复原状→对称变换对称变换时凭借的几何元素（点、线、面）→对称元素b′O90°aa′bZ10/21/20216反演对称：形体中二个相等图形的任一对对应点均在过参照点直线的两端。对称元素参照平面称反映面→对称面反映对称：形体中二个相等图形

4、相对于某一平面构成镜像关系。对称元素参照点称反演心→对称心反映面mm晶体多面体的宏观对称如下四种10/21/20217旋转对称：形体绕某一轴旋转一定角度α(=2π/n)后，整个形体恢复原来形态。旋转-反演对称：形体绕某一轴旋转一定角度α(=2π/n)后，再经反演变换，形体恢复原来形态。对称元素参照轴线称n次旋转轴→对称轴对称元素参照轴线称反演轴Ci4Ci6Ci1Ci2Ci310/21/20218Al-Ni-Ru合金中准晶高分辨像。取向有序而无平移周期序的准晶被称为是介于非晶和晶体之间的第三固体。（JEM-4000EX)10/21/20219如立方

5、晶体有3个四次轴、4个三次轴、6个二次轴、9个对称面、1个对称心。考查不同晶体对称情况可发现:1)不同晶体具有不同种类和数量的对称;2)一个晶体的对称元素种类和数量是有限的;10/21/2021103)晶体中各对称元素之间配置方式是固定的，存在有互为制约的关系。如两个对称面相交，交线必为对称轴；四次轴与三次轴共存时，交角必为54°44′，且它们的数量分别为3和4个，等等。这些制约规律使宏观对称的组合方式只能有32种，称32种点群。10/21/2021111.2晶体结构晶胞：能完全体现晶体结构物质组成和几何分布特征，并能显现对称特征的基本单元。晶体

6、结构：组成晶体的物质点在三维空间呈周期排列的构型。各种晶体结构的晶胞均为小平六面体，其形状和大小用晶胞参数表示。a、b、c、棱长α、β、γ、轴间夹角10/21/202112空间点阵：是晶体结构中物质分布周期性特征的几何表示。将晶体结构中的物质排列规律抽象成相同几何环境和物质环境的等同点，称结点或阵点。阵胞晶格阵胞：从点阵中取出的一个仍能保持点阵特征的最基本单元。由各类等同点在三维空间排列构成的表示晶体结构中物质分布周期规律的三维几何图形称为空间点阵。10/21/202113按此约定规则选出的阵胞仅有14种，叫做14种布拉菲点阵。依据点阵所含特征对

7、称的不同，分属7个晶系。阵胞仍以a、b、c，α、β、γ、表示→称点阵参数同一点阵，可因阵胞选择方式不同，得到不同的阵胞，阵胞选取应满足下列条件:(1)阵胞几何形状充分反映点阵对称性。(2)平行六面体内相等的棱和角数目最多。(3)当棱间呈直角时，直角数目应最多。(4)满足上述条件，阵胞体积应最小。αβγYXZ10/21/202114结点位置用该点坐标以点阵常数相对值表示，如体心位置坐标为a/2b/2c/2，结点坐标为［［1/21/21/2］］点阵中仅在8个角顶上有结点的称为初基点阵（简单点阵）。除角顶外在阵胞的体心、或面心等处还有结点的称非初基点阵

8、（复杂点阵）简单点阵1［［000］］体心点阵2［［000］］［［1/21/21/2］］底心点阵2［［000］］［［1/21/20］］面心