准晶非晶液晶单晶
结构特点性能应用制备法
准晶
概念
随着材料技术的发展，出现了一类结构不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期性有序排列新的原子聚集状态的固体，这种状态被称为准晶态，此固体称为准晶。
结构
既不同于晶体，也不同于非晶态，原子分布不具有平移对称性，但仍有一定的规则，且呈长程的取向性有序分布，可认为是一种准周期性排列。
一位准晶：原子有二维是周期分布的，一维是准晶周期分布。
一维准晶模型————菲博纳奇（fibonacci）序列
其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两段线段）的规律增长，若以L为起始项，则会发现学列中L可以成双或成单出现，而S只能成单出现，序列的任意项均为前两项之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时，i=（1+√5）/2
二维准晶：
一种典型的准晶结构是三维空间的彭罗斯拼图(Penrose)。二维空间的彭罗斯拼图由内角为36度、144度和72度、108度的两种菱形组成，能够无缝隙无交叠地排满二维平面。这种拼图没有平移对称性，但是具有长程的有序结构，并且具有晶体所不允许的五次旋转对称性。
三维准晶：原子在三维上的都是准周期分布包括二十面体准晶，立方准晶。
性能
准晶室温下表现为硬而脆，韧性较低，准晶材料密度低于其晶态时的密度，比热容比晶态大。
准晶大多由金属元素构成，由金属元素形成的晶体，他们的导电性是人所共知的，金属晶体这些导电性质相比，准晶体一般具有较大的电阻，当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增加而减少，实验发现，准晶的导电性随样品质量的改善而降低。其电阻率甚高，电阻温度系数甚小，电阻随温度的变化规律也各不相同。
应用
准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数，不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分布与结构材料中，准经材料在表面改性材料中的应用将准晶材料以涂层，耐热，耐磨，低的摩察系数，耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性质，优化整体材料的性能。此外准晶作为结构材料增强相、作为时效强化相，准晶相、准晶纳米颗粒增强al基合金，准晶颗粒增强复合材料的应用也非常广泛。准经材料在储氢材料，半导体材料和热值发点材料等方面有良好的应用前景。
制备
快速凝固：1 ，急冷凝固：是通过各种急速冷却的方法冷却合金液，金属相在合金液冷却过程中来不及形核和长大，使合金由液态直接转变为非晶态或准静态
图1
2。深过冷：是通过各种有效的净化方法，最大限度的避免或消除熔体壁和熔体中异质形核作用，即从热力学方面抑制晶体相的形成，使合金液获得在常规凝固条件下难以达到的过冷度而实现快速凝固。
3，高温熔淬：利用高压使合金熔体在高压下以较低的冷却速度就能获得一些非经和准晶。
单晶
材料科学是人类文明大厦的基石，在现代技术中, 晶体材料更占有举足轻重的地位. 人类对固态物质的理解在很大程度上以单晶材料为基础，所以晶体在物质结构研究中也具有特殊重要性.
结构
整个晶体是一个完整的单一结构，即结晶体内部的微粒在三维空间呈高度有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序。
特点
单晶就是长程和短程都有序的结构，而多晶是短程有序，长程无序的结构。
在晶体衍射仪，单晶的衍射点是独立清晰的，多晶的衍射点连在一起。
单晶的齐整程度远远高于多晶
性能
晶体的周期性结构使它成为天然的三维光栅，周期与X光波长相当, 能够对X光产生衍射:
解理性：晶体具有沿某些确定方位的晶面劈裂的性质。
最小内能：成型晶体的内能最小。
晶面角守恒：属于同种晶体的两个对应晶面之间的夹角恒定不变。
应用
电子信息行业的应用，电子工业元器件的制造，能源方面，光学领域，装饰等领域
硅单晶：太阳能电池的主要材料。砷化镓（GaAs)单晶：工作器件的主要材料
钻探的钻头。石英单晶：优异的光学性能，被广泛用作各种光学透镜、棱境、偏振片和滤波片、数码相机器件等。摻钕的石榴石单晶（Nd:YAG)：称为“激光晶体”，作为固体激光器的工作介质。
图1 图11
掺钕钇铝石榴石（Nd:Y AG）单晶体掺钕钒酸钇（Nd:YVO4）单晶体
制备法
举例从溶液中生长单晶
降温法
基本原理:利用物质具有较大的正溶解度温度系数，在晶体生长的过程中逐渐降低温度，使析出的溶质不断在晶体上生长。
适用：溶解度和温度系数都较大的物质。
生长装置：水浴育晶器。
1—育晶杆，2—晶体----为使溶液温度均匀并使生长中的各个晶面在过饱和溶液中能得到均匀的溶质供应要求晶体对溶液体相对运动(最好是杂乱无章的运动)．
转动需要定时换向、即用以下程序进行控制：正转一停一反转一停一正转．3---转动密封装置：在降温法生长晶体的过程中，不再补充溶液或溶质．因此整个育晶器在生长过程中必须严格密封，以防溶剂蒸发和外界污染．
6---控温器：必须严格控制温度，并按一定程序降温．研究表明，微小的温度波动就足以在生长的晶体中，造成某些不均匀区域．为提高晶体生长的完整性，要求控温精度尽可能高(目前已达 0.001 0C)。
8---育晶器：增加温度的稳定性，育晶器的容量都比较大(大型育晶器一般为50一80立升)，并将其置于水浴中或加上保温层．
4—加热器，10---水槽：育晶装置的加热方式有浸没式加热、外部加热和辐射加热等几种．对以水为介质的控温装置，通常采用浸没式加热器，由于水浴热容量大，着搅拌充分，其温度波动性小．
为进一步提高控温精度，减少生长糟的温度波动，还设计了双浴槽的育
晶装置，可基本消除室温的波动对晶体生长的影响影响。能满足培育高完整性单晶的需要。
纳米晶
纳米晶是指晶粒尺寸在纳米级的多晶体.由于晶粒极细,大量的原子位于晶粒之间的界面上.这种独特的结构特征使纳米晶体成为不同于普通多晶体和非晶态合金的一种新型材料,其界面成了一种不可忽视的结构组元
其晶态合金的晶粒度可达到纳米量级也称为纳米晶.用MA方法制备纳米晶具有方便、简单、且合金成分范围广的优点已成为一种新兴的材料制备工艺
非晶
我们知道，物质的聚集态，从气体、液体到固体，从有序度来讲，其中原子或分子排列有序度是从低到高。非晶态物质可以看作有序度介于晶体和液体之间的一种聚集态。它和液晶一样，不像晶态物质那样具有完善的近程和远程有序，而是不存在长程有序，仅具有近程有序。因此“短程有序”是非晶态固体的基本特征之一。这种“近程”范围一般只是个小区间，大约为100~150nm。
特征
（1）只存在小区间范围内的短程有序，在近程或次近邻的原子间的键合（如配位数、原子间距、键角、键长等）具有某种规律性，但没有长程序；
（2）非晶态材料的X-射线衍射花样是有较宽的晕和弥散的环组成，没有表征结晶态特征的任何斑点和条纹，用电子显微镜也看不到晶粒间界、晶格缺陷等形成的衍衬反差；
（3）当温度升高时，在某个很窄的温度区间，会发生明显的结构相变，因而它是一种亚稳相。
由于人们最为熟悉的玻璃是非晶态，所以也把非晶态称作无定形体或玻璃体（Amorphous or Glassy States）
性质：
高力学性能：高屈服强度、高硬度、高比强度，超弹性（高弹性极限）、高耐磨损性等；
物理特性：高透磁率、高电阻率、耐放射线特性等；
化学性能：高耐腐蚀性、高催化活性
精密成形性：低熔点、良好的铸造特性、低的热膨胀系数、对铸型的形状及表面的精密复写性；
非晶材料的应用
非晶态材料有着其十分优越的价值，应用范围也十分广泛，可用于日常用品保护和装饰、功能材料的功能膜层、电子、电力、化工等领域，块状化的非晶合金在这些行业也显示出十分广阔的应用前景。在通讯、电动交通工具、电解电镀等领域的开关电源中的应用正在积极开发之中。
下表列出了非晶合金带材的典型性能和一些主要应用。
非晶纳米晶带材的典型性能及主要应用领域
制备
1离心法
将少量合金装入一个底部有小孔的石英管内，用高频感应炉或管式炉使之熔化后，随即将石英管降至一个高速旋转的圆筒中，并用高压气体迫使熔体从小孔流出，喷到圆筒内壁。缓缓提升石英管，可得到螺旋状的非晶条带。特点：冷却速率一般（106℃/s）、材料表面精度高，材料取出难（离心力使得与壁面结合紧密）
离心法示意图
2压延法
又“双辊法”，熔化的金属从石英管底部的小孔喷射到一对高速旋转、导热良好、表面光滑的辊子之间。
该方法工艺要求苛刻：
a. 射流稳定，要有一定长度
b. 射流方向要准确
c. 流量与辊子转数要相配合
d. 辊子材料要硬度好、耐蚀、导热性好
双辊法示意图
液晶
概念
处于液晶态这种状态下的物质称为液晶，其主要特征是在一定程度上类似于晶体，分子呈有序排列；另一方面类似于各向同性的液体，有一定流动性。如果将这类液晶分子连接成大分子，或者将他们连接到一个聚合物的骨架上，并且设法保持其液晶特征，我们称这类物质为高分子液晶或聚合物液晶。
图图图1 2
结构
根据分子排列的形式和有序性的不同，液晶有
三种结构类型：近晶型、向列型和胆甾型。
液晶结构示意图
1近晶型
分子以长轴相互平行排列，处于二维层片中，片间可以相互滑动。近晶型液晶是所有液晶中最接近结晶结构的一类，因此得名。
液晶4 44
近晶型液晶中分子排列示意图4 44
2向列型
分子间相互保持近晶平行，但重心位置无序，一维取向。现在在市场上的手机大多使用三种类型的彩屏技术：STN、TFT和UFB。
向列型液晶中分子排列示意图 5 55
3胆甾型
分子近晶型排列，分层堆积，层间可以相互滑动，上下层相对扭转，螺旋面结构。
胆甾型液晶中分子排列示意图 6 66
特性
1、取向方向的高拉伸强度和高模量
绝大多数商业化液晶高分子产品都具有这一特性。与柔性链高分子比较，分子主链或侧链带有介晶基元的液晶高分子，最突出的特点是在外力场中容易发生分子链取向。
2、突出的耐热性
由于液晶高分子的介晶基元大多由芳环构成，其耐热性相对比较突出。如Xydar的熔点为421℃，空气中的分解温度达到560℃，其热变形温度也可达350℃，明显高于绝大多数塑料。
3、很低的热膨胀系数
由于具有高的取向序，液晶高分子在其流动方向的膨胀系数要比普通工程塑料低一个数量级，达到一般金属的水平，甚至出现负值。
4、优异的阻燃性
液晶高分子分子链由大量芳环构成，除了含有酰肼键的纤维而外，都特别难以燃烧，燃烧后产生炭化，表示聚合物耐燃烧性指标——极限氧指数(LOI)相当高。
应用
电子电器领域：接线板连接器，磁带录象机部件、传感器护套和制动器材。
汽车和机械工业领域：汽车发动机内各种零部件，特殊的耐热、隔热部件和精密机械、仪器零件。
航空航天领域：L CP由于具有耐各种辐射以及脱气性极低，人造卫星的电子部件，而不会污染或干扰卫星中的电子装置，还可模塑成飞机内部的各种零件。
制备
以芳香族聚酰胺为例
这类高分子液晶是最早开发成功并付诸于应用的一类高分子液晶材料,有较多品种,其中最重要的是聚对苯酰胺(PBA)和聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA).
1)聚对苯酰胺的合成
PBA的合成有两条路线:一条是从对氨基苯甲酸出发,经过酰氯化和成盐反应,然后缩聚反应形成PBA,聚合以甲酰胺为溶剂.用这种方法制得的PBA溶液可直接用于纺丝.
另一条路线是对氨基苯甲酸在磷酸三苯酯和吡啶催化下的直接缩聚.其中,二甲基乙酰胺(DMA)为溶剂,LiCl为增溶剂.这条路线合成的产品不能直接用于纺丝,必须经过沉淀,分离,洗涤,干燥后,再用甲酰胺配成纺丝液.PBA属于向列型液晶.用它纺成的纤维称为B纤维,具有很高的强度,可用作轮胎帘子线等.
固体物理精彩试题库(大全)
一、名词解释 1.晶态--晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列，或称为长程有序。 2.非晶态--非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列，但在几个原子的围保持着有序性，或称为短程有序。 3.准晶--准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料，其特点是原子有序排列，但不具有平移周期性。 4.单晶--整块晶体原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体。 5.多晶--由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料。 6.理想晶体（完整晶体）--在结构完全规则的固体，由全同的结构单元在空间无限重复排列而构成。 7.空间点阵（布喇菲点阵）--晶体的部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限重复排列，这些点子的总体称为空间点阵。 8.节点（阵点）--空间点阵的点子代表着晶体结构中的相同位置，称为节点（阵点）。 9.点阵常数（晶格常数）--惯用元胞棱边的长度。 10.晶面指数—描写布喇菲点阵中晶面方位的一组互质整数。 11.配位数—晶体中和某一原子相邻的原子数。 12.致密度—晶胞原子所占的体积和晶胞体积之比。 13.原子的电负性—原子得失价电子能力的度量；电负性＝常数（电离能＋亲和能） 14.肖特基缺陷—晶体格点原子扩散到表面，体留下空位。 15.费仑克尔缺陷--晶体格点原子扩散到间隙位置，形成空位－填隙原子对。 16.色心--晶体能够吸收可见光的点缺陷。 17.F心--离子晶体中一个负离子空位，束缚一个电子形成的点缺陷。 18.V心--离子晶体中一个正离子空位，束缚一个空穴形成的点缺陷。 19.近邻近似--在晶格振动中，只考虑最近邻的原子间的相互作用。 20.Einsten模型--在晶格振动中，假设所有原子独立地以相同频率E振动。 21.Debye模型--在晶格振动中，假设晶体为各向同性连续弹性媒质,晶体中只有3支声学波，且=vq 。 22.德拜频率D──Debye模型中g()的最高频率。 23.爱因斯坦频率E──Einsten模型中g()的最可几频率。 24.电子密度分布--温度T时，能量E附近单位能量间隔的电子数。 25.接触电势差--任意两种不同的物质A、B接触时产生电荷转移，并分别在A和B上产生电势V A、V B，这种电势称为接触电势，其差称为接触电势差。 25.BLoch电子费米气--把质量视为有效质量 m，除碰撞外相互间无互作用，遵守费米分布的
凝聚态概念最终版
准晶：原子的排列存在5次和6次以上对称轴的一种特殊的固体。准晶具有类似于晶体的长程有序但不具有平移对称性。 液晶：是一种介于液体和固体的态，液晶有和液体相似的流动性，但它的分子具有和晶体类似的取向序。液晶相有3种：热致型、液致型、金属型；其中热致型又分3种：向列型（无位置序但有长程取向序）、层列型（具有良好的层状结构，层于层之间可以滑动）、胆固醇型。非晶：既没有长程平移对称性又没有长程取向序的固体，但是具有短程有序。如非晶半导体和金属、氧化物和非氧化物玻璃、非晶聚合物。 元激发：系统的低能激发通常可以视为一系列独立的激发单元，这些激发单元称为元激发或准粒子。任何宏观系统的低能激发态都可以视为独立的元激发的集合，这些在空间中运动的准粒子占有一定的空间体积和具有确定的能量和动量。元激发分为两种，一种是集体激发准粒子，如声子、磁振子、等离激元，属于玻色子；一种是个体激发，如准电子、准空穴，属于费米子。 费米液体：遵从Fermi-Dirac统计的量子多体系统，对于在低激发能和低温下系统的动力学和热力学可以用无相互作用费米子即准粒子来描述，每一个准粒子带有和原粒子相同的自旋、电荷和动量，每一个多粒子激发态用动量空间中的分布函数描述，和无相互作用系统中一样，因此费米液体的一些性质如热容和费米气体是类似的。费米液体和费米气体的不同有能量、比热、压缩系数等。 Tomnaga-Luttinger液体：在一维导体中用于描述相互作用电子或费米子的量子力量模型。通常费米液体模型在一维系统中是无效的。Luttinger液体中存在自旋密度波，和电子密度波是相互独立传播的，这就是电荷-自旋分离。和费米液体相比，Luttinger液体的粒子数分布在费米点没有跳跃情况。 声子：对于周期弹性晶体结构的固体系统，晶格振动模式量子化所对应的准粒子称为声子。声子是玻色子，遵从玻色-爱因斯坦统计。 声子晶体：是一种具有声子禁带的材料，声子禁带的形成是由于材料的周期弹性性质。该材料不一定要是晶体。 等离激元：等离激元是等离子振荡量子化所对应的准粒子，因此等离激元是自由电子气体密度的集体振荡。等离激元和光子耦合可以形成另一种准粒子即等离子极化激元。 个体电子-空穴激发：在相互作用气体中电子-空穴激发中的个体激发。 准电子：由于电子气体的库仑相互作用，每个电子周围都被正电荷云屏蔽，库仑势被屏蔽后成为汤川势，电子和屏蔽云一起运动，称为准电子，遵从Feimi-Dirac统计。 激子：激子是由导体、半导体和一些液体中的电子和空穴构成的束缚态。这种库仑相关电子空穴对不带有净电荷。激子类似于氢原子，占有一定的空间大小，当激子半径远大于晶格常数时，电子和空穴之间的束缚是比较弱的，称为Wannier-Mott激子，通常在介电常数比较大的材料中存在。当激子半径小于等于晶格常数时，电子-空穴是紧束缚的，称为Frenkel激子，通常在介电常数比较小的材料中出现。 极化子：在离子晶体中慢电子和它周围的极化场构成一个整体称为极化子。在介电晶体中运动的慢电子，通过长程力和晶格离子相互作用，导致晶格极化和变形，电子在运动过程中周围存在极化场。极化子是费米子。（在离子晶体中慢电子和纵光学波声子相互作用系统所对应的准粒子称为极化子）。当晶格畸变区域比晶格常数大得多时称为大极化子，此时离子晶体可以视为连续介质；当晶格畸变区域小于或等于晶格常数时称为小极化子，此时必须考虑晶格结构的原子性并用晶格模型处理极化子问题。 小极化子：小极化子有两种运动形式：1、能带传导；2、跳跃过程。两个过程之间有转变温度，当小于转变温度时是1过程，当大于转变温度时是2过程。 极化激元：电磁波和带激发的电或磁偶极子强耦合作用所对应的准粒子称为极化激元。极化
准晶、准晶凝固及其在材料工程上的应用(一)
准晶、准晶凝固及其在材料工程上的应用(一) 朱祖昌;杨弋涛;陈思悦 【摘要】准晶是不具有三维周期平移序,而只具有准周期长程平移序和旋转对称性的新固体结构形态.Shechtman发现准晶使人们对晶体的认识发生了根本性变化.正是因为如此,原来的“原子在空间的规则重复排列”的晶体定义已改为“具有本质的明锐衍射花样的任何固体”.准晶绝大多数出现在Al基合金中.准晶按热力学稳定程度分亚稳相和稳定相.在自然界还存在着一些天然态准晶.为此,准晶可由熔体快速凝固或慢速凝固予以制造,并且可以应用Bndgman和CzochrMski等方法制取准晶单晶.准晶具有一些独特的特性.准晶在材料工程上应用的核心点是在材料组织中出现准晶会使其力学性能得到提高.对铝基合金相应的方法可获得以准晶相为主体的组织和在固溶体的基体上出现准晶相.对钢铁材料是通过合金成分设计和热处理方法研究使在材料基体上弥散析出准晶相. 【期刊名称】《热处理技术与装备》 【年(卷),期】2017(038)001 【总页数】7页(P68-74) 【关键词】准晶;凝固;铝基合金;马氏体时效钢;弥散析出;应用 【作者】朱祖昌;杨弋涛;陈思悦 【作者单位】上海工程技术大学,上海201620;上海大学,上海200072;上海市机电设计研究院有限公司,上海200040 【正文语种】中文
【中图分类】TG111.4 自从Shechtman1982年发现准晶和在1984年发表后，准晶的研究在全世界范围内风起云涌般地开展。特别在1986年发现了热力学上稳定的准晶相和2009年在自然界存在天然态准晶以后，这就使研究和应用准晶进入了全新的时期。本文对准晶的发现、分类、准晶凝固、准晶相关性能和应用作比较详细论述，使材料工作者有相当清楚的认识，并能从事准晶在材料工程方面的应用研究。 以色列海法(Haifa)市以色列理工学院材料工程系的材料科学博士丹尼尔·谢赫特曼(Daniel Shechtman)于1981～1983年参加美国Johns Hopkins大学访问度假工作时，与美国马里篮州盖瑟斯堡市的美国国家标准技术研究所(NIST)合作研究Al-过渡金属合金快速凝固项目。在1982-04-08上午，他将Mn含量分别为18、22和25.3ω%的Al-Mn钮扣锭切成小块并用感应加热方法获得三种成分的熔融态合金，然后于0.9 atm的He气氛下在直径φl0 cm和转速为6800 rpm的铜轮上进行喷射成形(melt-spining)快速凝固。并制得φ3 mm ×40 μm厚的薄片试样，经制样和电解喷射減薄穿孔后，在120 kV的扫描透射电镜上着重对Al- 25.3ω%Mn(近似Al6Mn成分)材料进行显微组织研究，和由Cu辐射获取X射线衍射花样。为了研究它的热稳定性采用He气氛密封于安瓿瓶中的试样在300～400 ℃下加热1～6 h的不同时间。 该合金按上述方法迅速凝固后的显微组织示于图1(a)[1]。它几乎全部由成分近于Al6Mn的二十面体准晶晶粒组成，应用电子衍射确定图中白色的粒间相为Al。准晶相具有源于中心处的伸长树枝形貌，对每一晶粒的衍射花样示于图1(b)中[1]，显然具有5次对称。作者认真分析了一套暗場象和衍射斑点，排除多晶性和大尺寸孪晶的存在可能。他指明选区衍射花样中有6个五重、10个三次和15个二次旋转对称，点群符号为m 。作者根据热稳定性试验指出：这种空间排列呈二十面体的相在300 ℃加热2 h、350 ℃加热1 h以及400 ℃加热小于1 h时都将不发
准晶体的发现及应用
准晶体的发现及应用 一．准晶体的定义 准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体。物质的构成由其原子排列特点而定。原子呈周期性排列的固体物质叫做晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，介于这两者之间的叫做准晶体。20世纪80年代初以前，科学界对固态物质的认识仅限于晶体与非晶体，而随着以色列人达尼埃尔·谢赫特曼的一次偶然发现，固体物质中一种“反常”的原子排列方式跳入科学家的眼界。从此，这种徘徊在晶体与非晶体之间的“另类”物质闯入了固体家族，并被命名为准晶体。 二．准晶体的结构 银铝准晶体的原子模型 物质的构成由其原子排列特点而定。晶体是指原子呈周期性排列的固体物质，单晶体都具有有规则的几何形状，像食盐晶体是立方体、冰雪晶体为六角形。而原子呈无序排列的则叫做非晶体，非晶体没有一定的外形，介于这两者之间的叫做准晶体。也就是说，准晶体具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的空间周期性。 人们普遍认为，准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构，因为单调的周期性结构不可能出现五重轴，但准晶体的结构仍有规律，不像非晶态物质那样的近距无序，仍是某种近距有序结构。 尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明，它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击，以致国际晶体学联合会建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体（any solid having an essentially discrete diffraction diagram）来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。
三．准晶体的发展历程 准晶体的发现，是20世纪80年代晶体学研究中的一次突破。 1984年底，D.Shechtman等人宣布，他们在急冷凝固的Al Mn合金中发现了具有五重旋转对称但并无平移周期性的合金像，在晶体学及相关的学术界引起了很大的震动。不久，这种无平移同期性但有位置序的晶体就被称为准晶体。 准晶体是1982年发现的，具有凸多面体规则外形的，但不同于晶体的固态物质，它们具有晶体物质不具有的五重轴。如图给出的含钬－镁－锌三种金属的准晶体的正十二面体外型。已知的准晶体都是金属互化物。2000年以前发现的所有几百种准晶体中至少含有3种金属，如Al65Cu23Fe12，Al70 Pd21Mn9等。但最近发现仅2种金属也可形成准晶体，如Cd57Yb10〔Natur e,2000,408:537〕。有关准晶体的组成与结构的规律仍在研究之中。有关组成问题值得重视的事实如：组成为Al70Pd21Mn9的是准晶体而组成的Al60Pd2 5Mn15却是晶体。有关结构问题，人们普遍认为，准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构，因为单调的周期性结构不可能出现五重轴，但准晶体的结构仍有规律，不像非晶态物质那样的近距无序，仍是某种近距有序结构。尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明，它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击，以致国际晶体学联合会最近建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体（any solid having an essentially discrete diffractio n diagram）来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。在实际上，准晶体已被开发为有用的材料。例如，人们发现组成为铝－铜－铁－铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层；Al65Cu23Fe12十分耐磨，被开发为高温电弧喷嘴的镀层。 四．准晶体发现者获2011年度诺贝尔化学奖 诺贝尔奖评选委员会第102次颁出化学奖2011年度诺贝尔化学奖于北京时间10月5日揭晓，以色列理工学院的丹尼尔-谢德曼（Daniel Shechtman）因“发现准晶体”而一人独享了这一殊荣。 今年70岁的舍特曼将获得1000万瑞典克朗(约合140万美元)的奖金。舍特曼发现了准晶体，这种材料具有的奇特结构，推翻了晶体学已建立的概念。许多年以来，凝聚态物理学家们仅仅关心晶态的固体物质。然而，在过去的几十年，他们逐渐把注意力转向“非晶”材料，如液体或非晶体，这些材料中的原子仅在短程有序，被称为缺少“空间周期性”。 1982年，舍特曼在美国霍普金斯大学工作时发现了准晶，这种新的结构因为缺少空间周期性而不是晶体，但又不像非晶体，准晶展现了完美的长程有序，这个事实给晶体学界带来了巨大的冲击，它对长程有序与周期性等价
XRD基础知识
An investigation of CuInGaSe2 thin film solar cells by using CuInGa precursor XRD及晶体结构的相关基础知识 做XRD有什么用途啊，能看出其纯度?还是能看出其中含有某种官能团？ X射线照射到物质上将产生散射。晶态物质对X射线产生的相干散射表现为衍射现象，即入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象，这是晶态物质特有的现象。 绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质，都能产生X射线衍射。晶体微观结构的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的X射线衍射图是晶体微观结构立体场景的一种物理变换，包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其X射线衍射图。 XRD（X射线衍射）是目前研究晶体结构(如原子或离子及其基团的种类和位置分布，晶胞形状和大小等)最有力的方法。 XRD 特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异，它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。因此，通过样品的X射线衍射图与已知的晶态物质的X射线衍射谱图的对比分析便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定；通过对样品衍射强度数据的分析计算，可以完成样品物相组成的定量分析； XRD还可以测定材料中晶粒的大小或其排布取向（材料的织构）...等等，应用面十分普遍、广泛。 目前XRD主要适用于无机物，对于有机物应用较少。关于XRD的应用，在[技术资料]栏目下有介绍更详细的文章，不妨再深入看看。 如何由XRD图谱确定所做的样品是准晶结构？XRD图谱中非晶、准晶和晶体的结构怎么严格区分？ 三者并无严格明晰的分界。 在衍射仪获得的XRD图谱上，如果样品是较好的"晶态"物质，图谱的特征是有若干或许多个一般是彼此独立的很窄的"尖峰"（其半高度处的2θ宽度在0.1°~0.2°左右，这一宽度可以视为由实验条件决定的晶体衍射峰的"最小宽度"）。如果这些"峰"明显地变宽，则可以判定样品中的晶体的颗粒尺寸将小于300nm，可以称之为"微晶"。晶体的X射线衍射理论中有一个Scherrer公式，
准晶非晶液晶单晶
结构特点性能应用制备法 准晶 概念 随着材料技术的发展，出现了一类结构不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期性有序排列新的原子聚集状态的固体，这种状态被称为准晶态，此固体称为准晶。 结构 既不同于晶体，也不同于非晶态，原子分布不具有平移对称性，但仍有一定的规则，且呈长程的取向性有序分布，可认为是一种准周期性排列。 一位准晶：原子有二维是周期分布的，一维是准晶周期分布。 一维准晶模型————菲博纳奇（fibonacci）序列 其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两段线段）的规律增长，若以L为起始项，则会发现学列中L可以成双或成单出现，而S只能成单出现，序列的任意项均为前两项之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时，i=（1+√5）/2 二维准晶： 一种典型的准晶结构是三维空间的彭罗斯拼图(Penrose)。二维空间的彭罗斯拼图由内角为36度、144度和72度、108度的两种菱形组成，能够无缝隙无交叠地排满二维平面。这种拼图没有平移对称性，但是具有长程的有序结构，并且具有晶体所不允许的五次旋转对称性。 三维准晶：原子在三维上的都是准周期分布包括二十面体准晶，立方准晶。 性能 准晶室温下表现为硬而脆，韧性较低，准晶材料密度低于其晶态时的密度，比热容比晶态大。 准晶大多由金属元素构成，由金属元素形成的晶体，他们的导电性是人所共知的，金属晶体这些导电性质相比，准晶体一般具有较大的电阻，当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增加而减少，实验发现，准晶的导电性随样品质量的改善而降低。其电阻率甚高，电阻温度系数甚小，电阻随温度的变化规律也各不相同。 应用 准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数，不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分布与结构材料中，准经材料在表面改性材料中的应用将准晶材料以涂层，耐热，耐磨，低的摩察系数，耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性质，优化整体材料的性能。此外准晶作为结构材料增强相、作为时效强化相，准晶相、准晶纳米颗粒增强al基合金，准晶颗粒增强复合材料的应用也非常广泛。准经材料在储氢材料，半导体材料和热值发点材料等方面有良好的应用前景。 制备 快速凝固：1 ，急冷凝固：是通过各种急速冷却的方法冷却合金液，金属相在合金液冷却过程中来不及形核和长大，使合金由液态直接转变为非晶态或准静态 图1
快速凝固技术概述
快速凝固技术国内外发展及其应用 1.快速凝固技术国内外发展 随着对金属凝固技术的重视和深入研究，形成了许多种控制凝固组织的方法，其中快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段，同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域。 快速凝固的概念和技术源于20世纪60年代初Duwez等人的研究，他们发现某些共晶合金在平衡条件下本应生成双相混合物，但当液态合金以足够快的冷却速度凝固合金液滴被气体喷向冷却板时，则可能生成过饱和固溶体、非平衡晶体，更进一步生成非晶体。上述结果稍后被许多研究结果所证实，而且由此发现一些材料具有超常的性能，如电磁、电热、强度和塑性等方面的性能，出现了用于电工、电子等方面的非晶材料。20世纪70年代出现了用快速凝固技术处理的晶态材料，80年代人们逐渐把注意力转向各种常规金属材料的快速凝固制备上，90年代大块非晶合金材料的开发与应用取得重大进展。快速凝固技术是目前冶金工艺和金属材料专业的重要领域，也是研究开发新材料手段。 快速凝固一般指以大于105〜106K/S的冷却速率进行液相凝固成固相，是一种非平衡的凝固过程，通常生成亚稳相（非晶、准晶、微晶和纳米晶），使粉末和材料具有特殊的性能和用途。由于凝固过程的快冷、起始形核过冷度大生长速率高,使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。加快冷却速度和凝固速率所起的组织及结构特征可以近似地用图1来表示。从上图我们不难看出，随着冷却速度的加快，材料的组织及结构发生着显著的变化，可以肯定地说，它也将带来性能上的显著变租1］。 快速凝固技术得到的合金具有超细的晶粒度，无偏析或少偏析的微晶组织，形成新的亚稳相和高的点缺陷密度等与常规合金不同的组织和结构特征。实现快速凝固的三种途径包括：动力学急冷法；热力学深过冷法；快速定向凝固法。由于凝固过程的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。 冷L.I地化（上・ 屈1快谡澈固引起的定炎蛆炽的变化 1.1快速凝固技术的主要方法 （1）动力学急冷快速凝固技术 动力学急冷快速凝固技术简称熔体急冷技术，其原理可以概括为：设法减小同一时刻凝 固的熔体体积与其散热表面积之比，并设法减小熔体与热传导性能很好的冷却介质的界面热阻以及主要通过传导的方式散热。通过提高铸型的导热能力，增大热流的导出速率可
晶体结构习题集
第一章晶体结构 1.试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。 解：晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列，或称为长程有序。非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列，但在几个原子的范围内保持着有序性，或称为短程有序。准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料，其特点是原子有序排列，但不具有平移周期性。 另外，晶体又分为单晶体和多晶体：整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体；而多晶体则是由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的。 2.晶格点阵与实际晶体有何区别和联系？ 解：晶体点阵是一种数学抽象，其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置，也可以是基元中任意一个等价的点。当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。晶格点阵与实际晶体结构的关系可总结为： 晶格点阵＋基元＝实际晶体结构 3.晶体结构可分为Bravais格子和复式格子吗？ 解：晶体结构可以分为Bravais格子和复式格子，当基元只含一个原子时，每个原子的周围情况完全相同，格点就代表该原子，这种晶体结构就称为简单格子或Bravais格子；当基元包含2个或2个以上的原子时，各基元中相应的原子组成与格点相同的网格，这些格子相互错开一定距离套构在一起，这类晶体结构叫做复式格子。 解：（a）“面心＋体心”立方不是布喇菲格子。 从“面心＋体心”立方体的任一顶角上的格点看，与它最邻近的有12个格点；从面心任一点看来，与它最邻近的也是12个格点；但是从体心那点来看，与它最邻近的有6个格点，所以顶角、面心的格点与体心的格点所处的几何环境不同，即不满足所有格点完全等价的条件，因此不是布喇菲格子，而是复式格子，此复式格子属于简立方布喇菲格子。 （b）“边心”立方不是布喇菲格子。 从“边心”立方体竖直边心任一点来看，与它最邻近的点子有八个；从“边心”立方体水平边心任一点来看，与它最邻近的点子也有八个。虽然两者最邻近的点数相同，距离相等，但他们各自具有不同的排列。竖直边心点的最邻近的点子处于相互平行、横放的两个平面上，而水平边心点的最邻近的点子处于相互平行、竖放的两个平面上，显然这两种点所处的几何环境不同，即不满足所有格点完全等价的条件，因此不是布喇菲格子，而是复式格子，此复式格子属于简立方布喇菲格子。 （c）“边心+体心”立方不是布喇菲格子。
单晶多晶非晶微晶无定形准晶的区别要理解这几个概念首先要理解...
单晶多晶非晶微晶无定形准晶的区别 要理解这几个概念，首先要理解晶体概念，以及晶粒概念。我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚！ 自然界中物质的存在状态有三种：气态、液态、固态 固体又可分为两种存在形式：晶体和非晶体 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体；晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。 晶体共同特点： 均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。 固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。 规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 对晶体的研究，固体物理学家从成健角度分为 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 显微学则从空间几何上来分，有七大晶系，十四种布拉菲点阵，230种空间群，用拓扑学，群论知识去研究理解。可参考《晶体学中的对称群》一书（郭可信，王仁卉著）。 与晶体对应的，原子或分子无规则排列，无周期性无对称性的固体叫非晶，如玻璃，非晶碳。一般，无定型就是非晶英语叫amorphous，也有人叫glass(玻璃态）. 晶粒是另外一个概念，搞材料的人对这个最熟了。首先提出这个概念的是凝固理论。从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。英文晶粒用Grain表示，注意与Particle是有区别的。 有了晶粒，那么晶粒大小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的取向关系都是很重要的组织（组织简单说就是指固体微观形貌特征）参数。对于大多数的金属材料，晶粒越细，材料性能（力学性能）越好，好比面团，颗粒粗的面团肯定不好成型，容易断裂。所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。 科学总是喜欢极端，看得越远的镜子叫望远镜；看得越细的镜子叫显微镜。晶粒度也是这样的，很小的晶粒度我们喜欢，很大的我们也喜欢。最初，显微镜倍数还不是很高的时候，能看到微米级的时候，觉得晶粒小的微米数量是非常小的了，而且这个时候材料的力学性能特别好。人们习惯把这种小尺度晶粒较微晶。然而科学总是发展的，有一天人们发现如果晶粒度在小呢，材料性能变得不可思议了，什么量子效应，隧道效应，超延展性等等很多小尺寸效应都出来了，这就是现在很热的，热得不得了的纳米，晶粒度在1nm-100nm之间的晶粒我们叫纳米晶。 再说说非晶，非晶是无规则排列，无周期无对称特征，原子排列无序，没有一定的晶格常数，描叙结构特点的只有径向分布函数，这是个统计的量。我们不知道具体确定的晶格常数，我们总可以知道面间距的统计分布情况吧。非晶有很多诱人的特性，所以也有一帮子人在成天做非晶，尤其是作大块的金属非晶。因为它的应力应变曲线很特别。前面说了，从液态到到固态有个成核长大的过程，我不让他成核呢，直接到固态，得到非晶，这需要很快的冷却速度。所以各路人马一方面在拼命提高冷却速度，一方面在不断寻找新的合金配方，因为不同的合金配方有不同的非晶形成能力，通常有Tg参数表征，叫玻璃化温度。非晶没有晶粒，也就没有晶界一说。也有人曾跟我说过非晶可以看成有晶界组成。那么另一方面，我让他成核，不让他长大呢，不就成了纳米晶。 人们都说，强扭的瓜不甜，既然都是抑制成核长大，那么从热力学上看，很多非晶，纳米晶应该不是稳态相。所以你作出非晶、纳米晶了，人们自然会问你热稳定性如何。 后来，又有一个牛人叫卢柯，本来他是搞非晶的，读研究生的时候他还一直想把非晶的结构搞清楚呢（牛人就是牛人，选题这么牛，非晶的结构现在人们还不是很清楚）。他想既然我
晶体非晶准晶在结构上的异同
晶体非晶准晶在结构上的异同 晶体、非晶体和准晶体是固体材料中常见的三种结构形态。晶体是由周期性排列的原子、离子或分子组成的，具有明确的晶格结构和长程有序性。非晶体则是由无序排列的原子、离子或分子组成的，缺乏明确的晶格结构和长程有序性。而准晶体则是介于晶体和非晶体之间的结构形态，具有部分有序性。 在结构上，晶体、非晶体和准晶体存在着一些明显的异同。首先，晶体具有明确的晶格结构，原子、离子或分子按照规则的方式排列，并且在空间中具有周期性的重复性。而非晶体则没有明确的晶格结构，原子、离子或分子的排列是无序的。准晶体则介于两者之间，具有部分长程有序性，但不完全具备晶体的周期性重复结构。因此，晶体和非晶体在结构上存在着明显的差异。 晶体具有明确的晶体面和晶体轴方向。晶体面是晶体中原子、离子或分子排列的平面，晶体轴方向则是晶体中原子、离子或分子排列的方向。这种有序的结构使得晶体具有一些特殊的物理性质，如各向异性和晶体光学效应。而非晶体由于无序排列的结构，没有明确的晶体面和晶体轴方向。准晶体在结构上介于两者之间，具有部分的晶体面和晶体轴方向。 晶体和准晶体在结构上还存在着类似的周期性重复性。晶体的周期性重复结构使得其具有一些特殊的物理和化学性质，如特定的热膨胀性、热导率和电导率。准晶体虽然没有完全的周期性重复结构，
但其部分有序性使得其具有一些类似晶体的性质。而非晶体由于无序排列的结构，缺乏周期性重复性，因此其物理和化学性质与晶体和准晶体有很大的差异。 总的来说，晶体、非晶体和准晶体在结构上存在着明显的异同。晶体具有明确的晶格结构和周期性重复性，而非晶体则是无序排列的结构，缺乏明确的晶格结构和周期性重复性。准晶体则介于两者之间，具有部分有序性。这些结构上的差异导致晶体、非晶体和准晶体具有不同的物理和化学性质。因此，对于材料科学和固体物理领域的研究来说，深入理解晶体、非晶体和准晶体的结构特点具有重要意义。
材料专业词汇
材料专业词汇 化学元素（elements） 化学元素，简称元素，是化学元素周期表中的基本组成，现有113种元素，其中原子序数从93到113号的元素是人造元素。 物质(matter) 物质是客观实在，且能被人们通过某种方式感知和了解的东西,是元素的载体。 材料(materials) 材料是能为人类经济地、用于制造有用物品的物质。 化学纤维(man-made fiber, chemical fiber) 化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主要经过化学方法加工制成的纤维。可分为再生纤维、合成纤维、醋酯纤维、无机纤维等。 芯片（COMS chip） 芯片是含有一系列电子元件及其连线的小块硅片，主要用于计算机和其他电子设备。 光导纤维（optical waveguide fibre） 光以波导方式在其中传输的光学介质材料，简称光纤。 激光(laser) （light amplification by stimulated emission of radiation简写为：laser） 激光是利用辐射计发光放大原理而产生的一种单色（单频率）、定向性好、干涉性强、能量密度高的光束。 超导(Superconduct) 物质在某个温度下电阻为零的现象为超导，我们称具有超导性质的材料为超导体。 仿生材料(biomimetic matorials) 仿生材料是模仿生物结构或功能，人为设计和制造的一类材料。 材料科学(materials science) 材料科学是一门科学，它从事于材料本质的发现、分析方面的研究，它的目的在于提供材料结构的统一描绘，或给出模型，并解释这种结构与材料的性能之间的关系。 材料工程(materials engineering) 材料工程属技术的范畴，目的在于采用经济的、而又能为社会所接受的生产工艺、加工工艺控制材料的结构、性能和形状以达到使用要求。 材料科学与工程(materials science and engineering) 材料科学与工程是研究有关材料的成份、结构和制造工艺与其性能和使用性能间相互关系的知识及这些知识的应用，是一门应用基础科学。材料的成份、结构，制造工艺，性能及使用性能被认为是材料科学与工程的四个基本要素。
XRD测试
做XRD有什么用途啊，能看出其纯度?还是能看出其中含有某种官能团？ X射线照射到物质上将产生散射。晶态物质对X射线产生的相干散射表现为衍射现象，即 入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象，这是晶态物质 特有的现象。 绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质，都能产生X射线衍射。晶体微观结构 的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的X射线衍射图是晶体微观结构立体场景的 一种物理变换，包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其X射线衍射图。 XRD（X射线衍射）是目前研究晶体结构(如原子或离子及其基团的种类和位置分布，晶胞形状和大小等)最有力的方法。 XRD特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异，它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。因此，通过样品的X射线衍射图与已知的晶态物质的X射线衍射谱图的对比分析便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定；通过对样品衍射强度数据的分析计算，可以完成 样品物相组成的定量分析； XRD还可以测定材料中晶粒的大小或其排布取向（材料的织构）...等等，应用面十分普遍、广泛。 目前XRD主要适用于无机物，对于有机物应用较少。 关于XRD的应用，在[技术资料]栏目下有介绍更详细的文章，不妨再深入看看。 如何由XRD图谱确定所做的样品是准晶结构？XRD图谱中非晶、准晶和晶体的结构怎么严格区分？ 三者并无严格明晰的分界。 在衍射仪获得的XRD图谱上，如果样品是较好的"晶态"物质，图谱的特征是有若干或许多个一般是彼此独立的很窄的"尖峰"（其半高度处的2θ宽度在0.1°~0.2°左右，这一宽度可以视为由实验条件决定的晶体衍射峰的"最小宽度"）。如果这些"峰"明显地变宽，则可以 判定样品中的晶体的颗粒尺寸将小于300nm，可以称之为"微晶"。晶体的X射线衍射理论中有一个Scherrer公式，可以根据谱线变宽的量估算晶粒在该衍射方向上的厚度。 非晶质衍射图的特征是：在整个扫描角度范围内（从2θ 1°~2°开始到几十度）只观察到被散射的X射线强度的平缓的变化，其间可能有一到几个最大值；开始处因为接近直射光束 强度较大，随着角度的增加强度迅速下降，到高角度强度慢慢地趋向仪器的本底值。从Scherrer公式的观点看，这个现象可以视为由于晶粒极限地细小下去而导致晶体的衍射峰 极大地宽化、相互重叠而模糊化的结果。晶粒细碎化的极限就是只剩下原子或离子这些粒 子间的"近程有序"了，这就是我们所设想的"非晶质"微观结构的场景。非晶质衍射图上的 一个最大值相对应的是该非晶质中一种常发生的粒子间距离。 介于这两种典型之间而偏一些"非晶质"的过渡情况便是"准晶"态了。 在做Ｘ射线衍射时，如果用不同的靶，例如用铜靶或者Cr靶，两者的谱图会一样吗？如果不同的话，峰的位置和强度有啥变化吗？有规律吗？
准晶的衍射花样特点-概述说明以及解释
准晶的衍射花样特点-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 准晶是介于晶体和非晶体之间的一种特殊结构形态，具有高度有序的排列但又缺乏周期性重复性。在衍射学中，准晶体的衍射花样呈现出独特的特点，与晶体和非晶体的衍射花样有所不同。研究准晶的衍射花样特点，不仅能够深入了解准晶的结构特征，还有助于拓展准晶在材料科学领域的应用。 本文将对准晶的衍射花样特点进行深入探讨，从准晶的定义开始，逐步介绍准晶的结构特点以及衍射花样的具体特征。通过分析准晶的衍射花样，我们可以更好地理解准晶的独特性质，并展望准晶在材料科学领域的潜在应用。 1.2 文章结构 文章结构部分应该包括对整篇文章的框架和组织方式进行简要的介绍，让读者了解文章的整体结构和内容安排。可以描述文章分为引言、正文和结论三个部分，分别介绍了准晶的定义、结构特点以及衍射花样，最后对准晶的衍射花样特点进行总结，并展望其在未来的应用领域。通过文章结构的介绍，读者可以更好地理解整篇文章的主题和内容安排，方便他们阅读和理解文章的要点和观点。
1.3 目的： 本文旨在探讨准晶的衍射花样特点，通过对准晶的定义、结构特点和衍射花样进行详细分析，深入了解准晶材料在衍射中的独特表现。通过本文的研究，可以更好地认识准晶材料的特性和特点，为准晶研究领域的发展提供理论支撑和实验依据。同时，也希望通过对准晶衍射花样特点的探讨，拓展准晶材料在材料科学领域的应用潜力，为相关领域的研究和发展提供启示和指导。 2.正文 2.1 准晶的定义 准晶是介于晶体和非晶体之间的一类特殊结构材料。与晶体不同的是，准晶不具有长程有序性，即准晶的原子或分子并不按照规则的周期性排列，但仍然具有一定的局部有序性。与非晶体相比，准晶则具有一定的局部周期性结构。 准晶的特征在于其具有多种不同尺度的周期性结构特点，展现出多重比例的有序性。准晶结构常常是以单位胞中的若干个简单原子或分子结合形成的一定形式的细胞，这些细胞之间通过一定规则的排列组合而成。由于准晶结构较为复杂，其在X射线衍射图谱中呈现出独特的花样特点，与晶体和非晶体的衍射花样有明显不同之处。
透射电镜测试晶体、非晶、晶粒概念详解
透射电镜测试晶体、非晶、晶粒概念讲解 要理解这几个概念，首先要理解晶体概念，以及晶粒概念。我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚. 自然界中物质的存在状态有三种：气态、液态、固态 固体又可分为两种存在形式：晶体和非晶体 晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体；晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。 晶体共同特点： 1.均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。 2.各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。 3.固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。 4.规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。 5.对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。 对晶体的研究，固体物理学家从成健角度分为:离子晶体, 原子晶体, 分子晶体, 金属晶体。显微学则从空间几何上来分，有七大晶系，十四种布拉菲点阵，230种空间群。与晶体对应的，原子或分子无规则排列，无周期性无对称性的固体叫非晶，如玻璃，非晶碳。一般，无定型就是非晶英语叫amorphous，也有人叫glass(玻璃态）。
晶粒是另外一个概念，搞材料的人对这个最熟了。首先提出这个概念的是 凝固理论。从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒 的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形, 也不表现各向异性,是多晶。英文晶粒用Grain表示，注意与Particle是有区别的。 有了晶粒，那么晶粒大小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的取向关系都 是很重要的组织（组织简单说就是指固体微观形貌特征）参数。对于大多数的 金属材料，晶粒越细，材料性能（力学性能）越好，好比面团，颗粒粗的面团 肯定不好成型，容易断裂。所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化 技术。 科学总是喜欢极端，看得越远的镜子叫望远镜；看得越细的镜子叫显微镜。晶粒度也是这样的，很小的晶粒度我们喜欢，很大的我们也喜欢。最初，显微 镜倍数还不是很高的时候，能看到微米级的时候，觉得晶粒小的微米数量是非 常小的了，而且这个时候材料的力学性能特别好。人们习惯把这种小尺度晶粒 较微晶。然而科学总是发展的，有一天人们发现如果晶粒度在小呢，材料性能 变得不可思议了，什么量子效应，隧道效应，超延展性等等很多小尺寸效应都 出来了，这就是现在很热的，热得不得了的纳米，晶粒度在1nm-100nm之 间的晶粒我们叫纳米晶。 再说说非晶，非晶是无规则排列，无周期无对称特征，原子排列无序，没 有一定的晶格常数，描叙结构特点的只有径向分布函数，这是个统计的量。我