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公司動態(tài)

微觀放大的晶體

閱讀:99          發(fā)布時(shí)間:2022-12-3

定義:有明確衍射圖案的固體

      晶體是由大量微觀物質(zhì)單位(原子、離子、分子等)按一定規(guī)則有序排列的結(jié)構(gòu),因此可以從結(jié)構(gòu)單位的大小來研究判斷排列規(guī)則和晶體形態(tài)。

特征:

1)自然凝結(jié)的、不受外界干擾而形成的晶體擁有整齊規(guī)則的幾何外形,即晶體的自范性。

2)晶體擁有固定的熔點(diǎn),在熔化過程中,溫度始終保持不變,整個(gè)過程可用熱臺偏光顯微鏡檢測。

3)單晶體有各向異性的特點(diǎn),可通過偏光顯微鏡來判別。

4)晶體可以使X光發(fā)生有規(guī)律的衍射。

5)晶體相對應(yīng)的晶面角相等,稱為晶面角守恒。

結(jié)構(gòu):

      晶體按其結(jié)構(gòu)粒子和作用力的不同可分為四類:離子晶體原子晶體、分子晶體和金屬晶體。

      固體可分為晶體、非晶體和準(zhǔn)晶體三大類。

      具有整齊規(guī)則的幾何外形、固定熔點(diǎn)和各向異性的固態(tài)物質(zhì),是物質(zhì)存在的一種基本形式。固態(tài)物質(zhì)是否為晶體,一般可由X射線衍射法予以鑒定。

      晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、分子、原子團(tuán))有規(guī)則地在三維空間呈周期性重復(fù)排列,組成一定形式的晶格,外形上表現(xiàn)為一定形狀的幾何多面體。組成某種幾何多面體的平面稱為晶面,由于生長的條件不同,晶體在外形上可能有些歪斜,但同種晶體晶面間夾角(晶面角)是一定的,稱為晶面角不變原理。

      晶體按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為七大晶系和14種晶格類型。晶體都有一定的對稱性,有32種對稱元素系,對應(yīng)的對稱動作群稱做晶體系點(diǎn)群。按照內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間作用力性質(zhì)不同,晶體可分為離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體等四大典型晶體,如食鹽、金剛石、干冰和各種金屬等。同一晶體也有單晶和多晶(或粉晶)的區(qū)別。在實(shí)際中還存在混合型晶體。說到晶體,還得從結(jié)晶談起。大家知道,所有物質(zhì)都是由原子或分子構(gòu)成的。,物質(zhì)有三種聚集形態(tài):氣體、液體和固體。但是,你知道根據(jù)其內(nèi)部構(gòu)造特點(diǎn),固體又可分為幾類嗎?研究表明,固體可分為晶體、非晶體和準(zhǔn)晶體三大類。


幾何形狀:

      晶體通常呈現(xiàn)規(guī)則的幾何形狀,就像有人特意加工出來的一樣。其內(nèi)部原子的排列十分規(guī)整嚴(yán)格,比士兵的方陣還要整齊得多。如果把晶體中任意一個(gè)原子沿某一方向平移一定距離,必能找到一個(gè)同樣的原子。而玻璃、珍珠、瀝青、塑料等非晶體,內(nèi)部原子的排列則是雜亂無章的。準(zhǔn)晶體是發(fā)現(xiàn)的一類新物質(zhì),其內(nèi)部排列既不同于晶體,也不同于非晶體。

      究竟什么樣的物質(zhì)才能算作 晶體呢?首先,除液晶外,晶體一般是固體形態(tài)。其次,組成物質(zhì)的原子、分子或離子具有規(guī)律、周期性的排列,這樣的物質(zhì)就是晶體。

      但從外觀上,用肉眼很難區(qū)分晶體、非晶體與準(zhǔn)晶體。那么,如何才能快速鑒定出它們呢?一種常用的技術(shù)是顯微鏡技術(shù)和X光技術(shù)。

      為了描述晶體的結(jié)構(gòu),我們把構(gòu)成晶體的原子當(dāng)成一個(gè)點(diǎn),再用假想的線段將這些代biao原子的各點(diǎn)連接起來,就繪成了像圖中所表示的格架式空間結(jié)構(gòu)。這種用來描述原子在晶體中排列的幾何空間格架,稱為晶格。由于晶體中原子的排列是有規(guī)律的,可以從晶格中拿出一個(gè)能夠表達(dá)晶格結(jié)構(gòu)的zui小單元,這個(gè)zui小單元就叫作晶胞。許多取向相同的晶胞組成晶粒,由取向不同的晶粒組成的物體,叫做多晶體,而單晶體內(nèi)所有的晶胞取向一致,常見的單晶如單晶硅、單晶石英。大家zui常見到的一般是多晶體。

      由于物質(zhì)內(nèi)部原子排列的明顯差異,導(dǎo)致了晶體與非晶體物理化學(xué)性質(zhì)的巨大差異。例如,晶體有固定的熔點(diǎn),當(dāng)溫度高到某一溫度便立即熔化;而玻璃及其它非晶體則沒有固定的熔點(diǎn),從軟化到熔化是一個(gè)較大的溫度范圍。


特性:

      晶體的分布非常廣,自然界的固體 物質(zhì)中,絕大多數(shù)是晶體。氣體、液體和非晶物質(zhì)在一定的合適條件下也可以轉(zhuǎn)變成晶體。

1. 長程有序:晶體內(nèi)部原子在至少在微米級范圍內(nèi)的規(guī)則排列。

2. 均勻性:晶體內(nèi)部各個(gè)部分的宏觀性質(zhì)是相同的。

3. 各向異性晶體中不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)。

4 .對稱性:晶體的理想外形和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對稱性。

5. 自限性:晶體具有自發(fā)地形成封閉幾何多面體的特性。

6. 解理性:晶體具有沿某些確定方位的 晶面劈裂的性質(zhì)。

7.zui小內(nèi)能:成型晶體內(nèi)能zui小。

8. 晶面角守恒:屬于同種晶體的兩個(gè)對應(yīng)晶面之間的夾角恒定不變。


顯微鏡可以做什么研究觀測:

晶ti位錯的研究方法:通常用光學(xué)顯微鏡,X光衍射電子衍射和電子顯微鏡等技術(shù)進(jìn)行直接觀察和間接測定。

面缺陷:在一維尺寸小,在另二維尺寸大,可被光學(xué)顯微鏡觀察到。

晶體的熔點(diǎn):在熔化過程中,溫度始終保持不變,整個(gè)過程可用熱臺偏光顯微鏡檢測。

晶體的真實(shí)色彩和三維形貌:在OLYMPUS正置顯微鏡下,DSX1000數(shù)碼顯微鏡下均可以實(shí)現(xiàn)觀測。



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