准晶体的发现、研究及应用前景
准晶体简介
准晶的组成和结构
组成：从组成上看，至今发现的准晶绝大
称性。介于玻璃（短程有序，长程无序）和晶体（长程 有序，且具有平移对称性）之间。
金属玻璃
金属准晶体
金属晶体
天然准晶矿物
准晶体立体模型
准晶体原子结构模型
准晶体平面堆砌图
彭罗斯贴砖图
谢赫特曼发现的Al-Mn合金准晶体
结构模型图
谢赫特曼发现的Al-Mn合金准晶体 稳定性
在300℃中保温6h和在350℃中保温1h都不发生 晶化 在400℃保温1h晶化为稳定的Al6Mn晶相 准晶相为典型的介稳相
准晶体的分类
根据三维物理空间中材料呈现准周期性的维数划分
三维准晶：有二十面体准晶和立方准晶两大类 二维准晶：有十次准晶、十二次准晶、八次准晶和五 次准晶四类。 一维准晶：原子在二维上是周期分布的，另外一维是 准周期分布的。 根据准晶在热力学上的稳定性划分 可将其分为稳定准晶和亚稳定准晶两大类。 至今发现的近200种准晶中有七十多种是热力学稳定的
谢赫特曼发现的Al-Mn合金准晶体 合成制备
含Mn、Fe、Cr 10-14%的Al金属熔体急冷，一步 转化为介稳的固体 生成过程包括成核和长大两个过程，随着准晶相 的形成，发生两相隔离，界面扩散速度10-2m/s, 生成时间10-4s.
Shechtman D, Blech I, Gratias D, et al. Metallic phase with longrange orientational order and no translational symmetry[J]. Physical Review Letters, 1984, 53(20): 1951.
准晶材料的应用
新型晶体材料的研究和应用前景
新型晶体材料的研究和应用前景近年来，随着科技的飞速发展，新型晶体材料的研究和应用越来越受到人们的关注。
它们不仅可以被应用于电子、光电子、电磁场等领域，同时还具有生物学和化学等学科中的广泛应用。
一、新型晶体材料的研究1. 新型有机晶体材料研究有机晶体材料作为一种新兴的功能材料，已经成为当今材料科学领域的研究热点。
它们通常具有以下特点：其分子中包含大量的共轭体系，导致其电子结构丰富多样；具有高度分子晶体结构，拥有优异的光学和电学特性；与其它材料相比，氧化还原性能更好，可以与电子、离子等相互作用。
2. 新型无机晶体材料研究无机晶体材料作为传统的功能材料，已经被广泛应用于各种领域。
然而，在材料的设计和制备方面，有机晶体材料相对于传统的无机晶体材料更灵活。
因此，在新型有机晶体材料研究的同时，对于无机晶体材料的研究仍然是一个重要的领域。
二、新型晶体材料的应用前景1. 电子领域新型晶体材料的电学特性得到了广泛的认可，因此，它们被广泛应用于电子领域。
例如，许多具有发光性质的有机晶体材料已经被应用于发光二极管和有机薄膜太阳能电池等领域。
2. 光电子领域新型晶体材料在光电子领域中的研究也是非常活跃的。
例如，触媒、变色材料、量子点和电致变色材料等新型光电子晶体材料的研究，已经为该领域的发展提供了新的方向。
3. 生物医学新型晶体材料在生物医学领域中也有着广泛的应用前景。
它们可以被用于制备生物传感器、药物传递和组织工程等领域。
许多新型有机晶体材料的研究，已经在多肽药物控制释放和生物成像等领域得到了广泛的应用。
4. 材料科学新型晶体材料在材料科学领域中的应用也是非常广泛的。
例如，新型晶体材料可以修饰多维纳米结构、用于电池和电容器、以及在材料催化方面的应用等。
总之，新型晶体材料的研究和应用前景无限，它们可以被应用于涉及到电子、光电子、电磁场、生物医学和材料科学等众多领域。
未来，随着人们对新型晶体材料认识的深入，它们的应用前途将会更加广阔。
《准晶态总结》课件
气相沉积法
定义：通过蒸发、化学反应等手段，使物质从气态转化为固态沉积在基 底上 分类：物理气相沉积、化学气相沉积
优点：可控制沉积条件，实现大面积、均匀的薄膜沉积
应用：制备准晶态材料、金属薄膜、陶瓷薄膜等
溶液法
定义：通过溶液中的化学反应制备准晶态材料 原理：利用溶质在溶液中的溶解度和化学反应来控制晶体生长 优点：操作简单、成本低、易于控制晶体尺寸和形貌 应用：在准晶态材料研究和应用中广泛使用
磁学领域
准晶态材料在磁学领域的应用 准晶态材料的磁学性质 准晶态材料在磁性存储器中的应用 准晶态材料在磁性传感器中的应用
生物医学领域
生物医学应用：准晶态材料在生物医学领域具有广泛的应用，如药物载体、 组织工程和生物传感器等。
药物载体：准晶态材料可以作为药物载体，通过控制药物释放，提高药物 的疗效和降低副作用。
组织工程：准晶态材料可以用于组织工程，促进细胞的粘附和增殖，为修 复和再生受损组织提供支持。
生物传感器：准晶态材料可以用于生物传感器，用于检测生物分子和细胞 活动，为疾病诊断和治疗提供帮助。
准晶态的研究进展与挑战
研究进展
准晶态的发现与命名
准晶态的结构与性质研究
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准晶态的合成与制备方法
THANK YOU
汇报人：PPT
固相法
固相法简介 固相法原理 固相法应用 固相法优缺点
其他方法
化学气相沉积法
物理气相沉积法
分子束外延法
溅射法
准晶态的应用领域
电子学领域
准晶态在电子学领域的应 用
准晶态在电子器件中的优 势
准晶态在集成电路中的应 用
准晶态在电子材料中的潜 力
光学领域
准晶简介
准晶的对称性
电子衍射图样
准晶的定义
准晶体是准周期晶体的简称。它是一种具有多 重旋转对称轴、不同于传统晶体和非晶玻璃体的固 1 ( 5 1) ，其中的 态物质结构。准晶具有准周期 2 原子呈定向有序排列，但不作周期性平移重复，其 对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称。 从目前掌握的实验资料看, 在热力学上准晶相 有向晶体相转变的趋势, 说明准晶体的结构是非平 衡的亚稳结构。 目前的研究证实，在实二次域上只可能存在5、 8、10、12次旋转对称的准格点阵(陆洪文、费奔)。 I-相：二十面体相，它的点群符号 m35 ，不属于 三十二种晶体点群中的任何一类。
表面特性
(2)不粘特性 准晶材料的不粘性实质上是热力学中 (1)氧化行为特性 在相同条件下, 准晶相表面的氧 (3)摩擦特性 准晶的显微硬度比铝合金大近一个数
润湿性的问题, 与准晶的表面能有关。准晶的最外层 化现象明显低于铝合金和相近成分的晶体相。 量级，但摩擦系数仅为铝合金的1/3，此外，当对准晶 原子没有重构现象和准晶在费米能级处的电子态密度 材料进行往复摩擦实验时，其摩擦系数还会逐渐降低， 很低（即准晶在费米能级处存在伪能隙） 是造成其表 且磨痕上的微裂纹会自动愈合，这显示了准晶具有一 面能很低的主要原因。 定的应力塑性。
(2)准晶作为结构材料增强相的应用 (b)准晶纳米颗粒增强Al基合金 日本学者A.Inoue等 (c)准晶颗粒增强复合材料 (a)准晶相作为时效强化相 瑞典皇家工学院的研究人员
采用快冷方法开发出一种具有优异力学性能的Al基合金。 I.准晶颗拉增强金属基复合材料 使用准晶颗粒增强金属 开发的新型马氏体时效钢，成分为12%Cr-9%Ni-4%Mo其组织特征为, 在fcc-Al相中均匀分布有纳米尺度的准晶颗 2%Cu-1%Ti, 其中时效强化相为准晶相。准晶相的成分典型 基复合材料除了可以提高基体的性能以外，由于与常规陶 粒。其中,准晶颗粒的尺寸为30-50nm,fcc-铝相厚度为5瓷颗粒相比准晶材料的熔点较低, 且其为金属合金, 故准晶 值为34%Fe-12%Cr-2%Ni-49%Mo-3%Si, 在475℃时效4h 形 10nm , 将准晶颗粒包围。在Al相中没有高角度的晶界。准 颗粒增强金属基复合材料的回收也是相对容易的, 属于环 成, 经过1000h都保持稳定, 即准晶颗粒是热力学平衡析出。 晶相的体积分数 境友好材料。 60%-70%。 时效过程中丰富的形核位置与缓慢的粗化过程可以用准晶的 II.准晶颗粒增强聚合物基复合材料 美国Ames国家实验室 低表面能进行解释。该钢经回火处理后, 其抗拉强度为 的科研人员研究了Al-Cu-Fe准晶颗粒增强聚合物基复合材 3000MPa, 准晶相的形成对提高强度和抗回火软化起了相当 大的作用。该型钢主要应用于医疗外科器械 料的制备方法和性能变化，发现复合材料的耐磨性明显优 于基体, 且其玻璃化温度Tg和熔化温度Tm与基体相比没有 明显变化, 说明准晶颗粒不会对基体产生有害的化学作用。
第八章 准晶和液晶
tg
1
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
31.7170
5 1 1.61803 2 L/S
•费波纳斯链（Fibonacci) 排列方 式为：LSLSLLSLLSLLS…。
13
• 费波纳斯链（Fibonacci)
• 费波纳斯链（Fibonacci)由两类固定长度的线段组 成，这用由固定长度组成的准周期一维排列方式 叫做一维准周期序。 • 找不出可作为平移周期的单位长度。 • 以原子或原子团表示CC’上格点，构成一维准晶原 子链。 • 以两种不同成分或结构的薄膜，按上述厚度交替 堆积，构成一维准晶材料。
14
斐波纳契数列（Fibonacci Sequence），又称黄金分割数列。斐波 那契数列的发明者，是意大利数学家列昂纳多· 斐波那契（Leonardo Fibonacci），生于公元1170年，卒于1240年，籍贯是比萨。撰写了《珠 算原理》（Liber Abacci）一书。 斐波那契数列指的是这样一个数列：1、1、2、3、5、8、13、21、 34…… 这个数列从第三项开始，每一项都等于前两项之和。 在数学上，斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义：F0=0，F1=1， Fn=F(n-1)+F(n-2)（n>=2，n∈N*）在现代物理、准晶体结构、化学等 领域，斐波纳契数列都有直接的应用，为此，美国数学会从1960年代起
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• 彭罗斯图（ Penrose）
• 正五边形不是构成准 晶的基本结构单元。
• 将构成晶体的平行四 边形拆成顶角分别为 2π/5和4π/5的两种等边 菱形，可布满平面， 并具有5次轴。
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一维彭罗斯图
准晶体的结构化学
准晶体的结构化学准晶体是一类介于晶体和非晶体之间的结构态，具有部分长程有序。
它的结构具有复杂的空间对称性，通常由多个不规则的基本单元组成，存在着重复的局部位型。
准晶体的研究促进了对材料科学的理解和应用领域的发展，例如催化剂、合金、涂料等。
从结构化学的角度来看，准晶体的结构与晶体和非晶体有着明显的区别。
晶体结构具有高度的长程有序性，原子或分子按照一定的规则排列，形成周期性的晶格结构。
非晶体是无规则排列的粒子，缺乏长程有序性。
而准晶体的结构介于两者之间，具有部分长程有序。
准晶体的结构是通过不规则的基本单元进行重复堆积而形成的。
这些基本单元称为准基元，其结构通常由对称的多面体组成。
在准晶体中，准基元沿着特定的方向和距离重复排列，形成局部有序的位型。
准基元的堆积方式可以通过准晶体的空间对称性来描述，常见的对称操作有旋转、反演、平移等。
准晶体的结构发展中，有两个重要的里程碑：12面体和icosahedra。
12面体是准晶体最早被观察到的结构，由十二个面相等的等边三角形组成。
20面体则由二十个相等的正五边形组成，也是准晶体中常见的结构。
其中，五个五边形围绕一个中心点对称排列，形成一个基本单元。
通过沿着特定的方向和距离重复堆积，可以形成局部有序的准晶体结构。
准晶体的结构通过X射线衍射、电子衍射等实验技术进行研究。
这些技术可以提供准晶体结构的信息，如晶格参数、原子或分子的排列方式等。
此外，计算机模拟方法也可以用于研究准晶体的结构。
通过建立原子间的相互作用模型，可以模拟准晶体的结构和性质。
准晶体具有一些独特的性质和应用。
首先，准晶体具有较低的摩擦系数，使其在润滑和涂料领域有广泛应用。
其次，准晶体具有良好的催化性能，用作催化剂可以提高反应速率和选择性。
此外，准晶体的高强度和硬度使其成为理想的结构材料，可应用于合金和纳米材料的制备。
总结起来，准晶体是一类结构复杂、具有部分长程有序的材料。
其结构是通过不规则的基本单元进行重复堆积而形成的，具有复杂的空间对称性。
准晶体
性质3：最小内Βιβλιοθήκη 及稳定性晶体 ， 准晶体在相同的热力条件下 , 较于同种化学成分 的气体液体及非晶质而言 ,准晶体内能较小，晶体的内能 为最小。 晶体结构是一种有序结构。具有周期平移格子构造的固 体, 其内部质点在三维空间均成周期性平移重复的规则排 列 , 这种规则排列是质点之间的引力和斥力达到平衡的 结果准晶结构也是一种有序结构，其中质点呈准周期平 移排列 , 这种结构形式是较为稳定方式或准稳定方式。 在此类情况下 , 无论是使质点间的距离增大或是减小都 将导致质点的势能增加 这就意味着 , 在相同的热力学条 件下 , 准晶体的内能较小 , 晶体的内能应为最小。
性质2：准周期性
众所周知，五次对称性和周期性是不能共 存的。如果坚持五次对称，就必须考虑准 周期性。如图3，沿与5次轴正交的一个轴 看去（用箭头表明），线段的长度并不是 随意的，而仅有一长一短两种，他们的比 值恰好是黄金分割数1.618…，且图中所有 夹角都是π/5的整数倍。也就是说，虽然这 种二维结构中不具有周期性，但也不是完 全混乱无序的，无论是长度还是夹角都有 定值。
准晶体及其性质
概念
准晶体，是一种介于晶体和非晶体之 间的固体。准晶体具有与晶体相似的
长程有序的原子排列，但是准晶体不
具备晶体的平移对称性。
长程有序
若关联函数随空间距离增大收敛至非零常数则为长程有序，以幂函数形式 衰减至零则为准长程有序，以指数函数衰减至零则为短程有序。
性质1：五次旋转对称性
在传统结晶学中，五次对称会破坏空间点 阵的平移对称性，即不可能用五边形布满 二维平面，也不可能用二十面体填满三维 空间。英国人彭罗斯便在前人工作基础上 提出了一种以两种四边形的拼图铺满平面 的解决方案。准晶的形态中隐藏着美妙的 数学常数τ，亦即黄金分割数1.618……。彭 罗斯拼图以一胖一瘦两种四边形（内角分 别为72度、108度和36度、144度）镶拼而 成，两种四边形的数量之比正好是τ；同 样的，在准晶中，原子之间的距离之比也 往往趋近于这个值。
准晶体的研究进展
分类
一
原子结构排列
ｊ
模型研究
Ｃ ａ ｎ ｔ ｏ ｒ
ｉ
６ ５
常见准晶体
Ｃｏ １ ５ ￣ Ｇａ Ａ ｓ Ｉ Ａ Ｊ ￣ － ， ｕ １ ５
ｄ脚 Ｔ ｈ ｕ ｅ － Ｍ ｏ ｒ ｓ ｅ
一 维准晶体 晶体 ： 维晶层在其法线方向上呈 ： 序列 ， 序列结构和 ： ： ， ， 枯… … 、 … 等 Ｐｅ ｒ ｉ ｏ ｄ Ｄｏ ｂ ｌ ｉ ｎ ｇ ： 准周期 堆垛 ： 一 ｕ 序列 ： … ～ … …
准晶体的研究进展
李 媛， 彭蜀晋木 ， 贾 敏， 吴 润
（ 四川师范 大学 化 学与材料科学学 院， 四川 １ 成都 ６ １ ０ ０ ６ ８ ）
摘
要 ：准 晶体是一种介 于晶体和 非晶体之 间的固体 。按 照其准 周期维数的分类 方
法分为一维 、二维 、三维准 晶体 ，具有 力学 性能、电学性 能和磁 性能。利用 其优 良 的性能特 点，可将其应用 于表 面改性材料和 结构材料 增强相中。对准 晶体的基础研 究主要在其 原子 结构测定 、形 成因素、成分 预测 、单质组元的寻找和物理性质的有
第 ３ ８卷 第 １ 期
广 州 化 学
Ｇｕａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ
、 ， ０ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． １ Ｍａ ｒ ． ２ Ｏ １ ３
２ ０ １ ３年 ３月
文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ２ ０ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ７ ７ — ０ ７
效调控 等方面 ；而应用研 究主要包括其 薄膜技术和微纳 米化 的研究等 。 关键 词：准 晶体 ；应用研 究 ；进展 中图分类号 ：０ ７ ５ ３ ＿ ３ 文献标识码 ：Ａ
准晶材料的发现和进展
发现由Cd-Yb两种元素构成 的稳定准晶相，这些稳定准晶体 具有极大的科学价值，他的这一 科研成果发表在2000年11月30日 出版的英国《自然》杂志上。
天然准晶
2009年，在俄罗斯一条河流内的矿物样品中发现了自然 生成的Al63Cu24Fe13准晶体
Daniel Shechtman简历
个人经历 1941年出生于特拉维夫（英属巴勒斯坦托管地），以色 列材料科学家， 以色列理工学院取得机械工程学士后，又接连取得材料 科学硕士与博士学位。 美国能源部埃姆斯实验室(Ames Laboratory)助理、艾奥 瓦州立大学材料科学教授。
Materials Science and Engineering 294–296 (2000) 108
大连理工大学
Prof. C. Dong Ti-Zr-Ni/Fe/Co •I-phase formation • Bulk materials •Mechanical properties
[1] J. Non-Cry. Sol. 334 (2004) 223 [2] 金属学报，40（2004）：62
美国工程院院士，欧洲科学院院士，以色列科学院院士
现任以色列理工学院杰出教授， 美国菲利普托比亚斯材料科学列席教授； 美国爱荷华州立大学杰出 日本东北大学杰出教授 河南理工大学兼职教授 北京工业大学兼职教授
获奖（10多项） 诺贝尔化学奖（准晶体的发现）（2011年） Wolf奖（物理）（1999年） 以色列奖（物理）（1998年 Weizmann科学奖 瑞典皇家科学院Aminoff奖）
(1) A tetrahedron placed on every face of an icosahedron (which itself can be thought of as a packing of 20 tetrahedra). Number of vertices 1 + 12 + 20 (2) Thirty more tetrahedra, over the icosahedron edges, completing the rings of five tetrahedra around the icosahedron edges. No new vertices. (3) Finally, a five-ring can be placed in each of the concavities. 12 new vertices. Total: 130 tetrahedra, 1 + 44 vertices (atom positions).
准晶材料的研究及应用
系统 中 Ｈａｌ 应 与磁 阻 ；后者 表 现 为 ｌ效 宏 观 系 统 有 不 同的 磁 性 。 实 验 发现 二 ｌ
十面 体准 品 Ａ卜 Ｃｕ ｅ的 Ｈａｌ Ｊ Ｆ ｌ 系数 为
３结语 ． 准 晶体 是 ８ ０年 代凝 聚 态物 理 的 两
大 进 展 之 一 。 准 品材 料 最 早 应 用 于 不
理 空 间 的 材 料 中 ，原 子 二 维 呈 准 周 期 分 布 ，另 外 一 维 呈 周 期 分 布 。 实 验 上 已 发现 的 二 维 准 晶有 十 次 准 晶 、十 二 次准 晶、八 维准 晶和五 维准 晶 四类 。
伍 陶陶 刘育 樊振 军
中 国地 质 大 学 （ 京 ） 材 料 科 学 与 工 程 学 院物 理 实 验 中 心 北
摘 饕 蠹 蠹 。 ： 旋转轴 、 二次 旋 转 轴 、 八 次 旋 转 轴 本文简 要介绍了 准晶体的分类及准晶的导电 ；和 五 次 旋 转 轴 维 准 晶指 的 是 其 中
一
１ Ｏ 时 为正 ，且随 外场 增 加而 增加 ； Ｋ ０
。
但 若温 度大于 １０ 时 ，磁 阻将 随外 场 ０Ｋ
。
：
力 学 上 的 稳 定 性 ，可 将 其 分 为 稳 定 准
干涉解释 。
引言
晶 体 的 最 基 本特 征 就 是 具 有 周 期 性 。即在 三维 空 间中 ，完 整地 晶体可 由 有 序制约 了旋 转对 称性 ， 只能 有 １ 、 即 次 ２次 ３次和 ６次旋 转 对称 这 几 种 。 但
科… 。 寺
性 ，准 周 期 是 指 质 点 的 排 列 具 有 长 程 导 电性 能 反映 准 周期结 构对 物理 性 能的 有 序 ，但 不体 现 周 期 重 复 。 根 据 三 影 响 ，它 可 以 从 准 周 期 系统 中 电子 结 维 物 理 空 间 中材 料 呈现 的 维 数 ， 可 以 把 准 晶分 为 三 维 准 晶 、 二 维 准 品 和 一 维 准 品 。 所 谓 三 维 准 晶 ，指 的 是 三维
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准晶体的发现、研究及应用前景王一贺31200001701984年，舍特曼在美国霍普金斯大学工作时发现了准晶，其实自然界早已经有准晶体的踪影。
2009年，在意大利佛罗伦萨自然科学史博物馆的一块古老岩石中，意大利和美国科学家发现了天然准晶体化合物的“芳踪”，如图2所示，他们把这种由铝、铜和铁三元合金系组成的新矿物质命名为Icosahedrite(取自正二十面体)。
而这种天然准晶体似乎来自45亿年前的一块陨石，它可能是一种最古老的矿物质，形成于太阳系的诞生。
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的基本概念提出了挑战。
准晶体没有周期性，但具有准周期性。
准周期是指质点的排列具有长程有序，但不体现周期重复。
根据三维物理空间中材料呈现的维数，可以把准晶体分为三维准晶体、二维准晶体和一维准晶体。
准晶体的各项性质，取决于其本身的化学组成和内部结构。
一切准晶体的内部结构都共同遵循准晶体的空间准周期格子规律，并由此可以导出一切准晶体所共有的性质。
由于准晶体结构中缺陷极为普遍，准晶体颗粒又十分细小(微米级)，而且还具有一些向晶态、玻璃态过渡的现象，因此准晶体的性质常常偏离理想状态。
理论上的准晶体应有下述一些性质：均一性、各向异性、对称性、自限性、最小内能性、稳定性。
准晶体的性能主要包含以下三方面内容。
第一，导电性能。
与金属的导电性质相比，准晶体显示出一种迥然不同的性质。
准晶体一般有比较大的电阻。
当温度不太高时，准晶体的电阻随温度的增加而减少。
准晶体的电阻与其组分浓度有关。
实验发现，准晶体的导电性能随样品质量的改善反而降低。
准晶体异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响。
第二，磁性能。
对高电阻的准晶的磁阻，当温度不高时，准晶体磁致电阻情况很复杂，但若温度大于100K时，磁阻将随外场的增加而减少。
这时的Kohler规律不在适用。
第三，热性能。
准晶体的热性能一般不高，即它的导热系数K很小，且与温度密切有关。
准晶体的用途准晶材料具有的一系列性能特点，有较高的硬度、低摩擦系数、不粘性、耐蚀、耐腐等，使其从高技术领域如应用于航空航天器机翼和机身的表面涂层、航空发动机叶片上的热障膜以代替传统的氧化锆和锆钇氧化物,到一般工业领域如用于轻合金表面涂层等。
但准晶体材料在常温环境下呈脆性，这大大限制了准晶体的应用。
准晶材料的应用主要作为表面改性材料，以及作为增强相弥散分布于结构材料中。
准晶材料的应用主要作为表面改性材料，以及作为增强相弥散分布于结构材料中。
在实际生活中，准晶体早已被开发为有用的材料。
像我们最常见的不粘锅炊具，因为准晶材料具有耐蚀耐磨等特点，用于不粘锅表面更抗腐。
在隔热性能方面，相比泡沫、纤维、金、银、镍、铝箔等传统隔热材料，准晶体具有密度小、耐蚀和耐氧化的优点，在航空和汽车工业的发动机等部件中，有非常大的应用价值。
以前，航空航天工业中，飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉等材料，而现在，科学家们正研究用准晶体材料来替代这些传统材料。
此外，准晶体还被用作太阳能工业薄膜材料。
因为准晶体具有特殊的光学性能(高的红外传导率)和足够的热稳定性(抗氧化及扩散稳定性)，可应用于太阳热能工业。
此外，准晶体材料还可以作为结构材料增强相的应用、储氢材料、半导体材料以及热致发电材料等。
目前各国化学家也正在研究准晶体材料在真空镀膜、离子注入、激光处理、电子轰击、电镀等方法制备准晶膜的应用。
在生物学中，Bernal 和 Fankuchen (1937) 对纯化的TMV（烟草花叶病毒）制剂应用了X射线分析法。
他们获得了病毒（粒体）杆宽度的准确估值，而且表明用盐使病毒沉淀产生的、有规则地进行二维排列的针形体应为准晶体（paracrystal）而非真晶体。
准晶体的电学性能主要表现为电阻率高、导电性差的特点。
常见晶体的电阻率一般最高只有数十微欧姆·厘米；非晶体合金的电阻率一般最高也只有几百微欧姆·厘米；而准晶体的电阻率非常高.同时准晶体的电阻率与其结构完整性的关系密切，即准晶体结构越完整，电阻率越高。
然而随着温度的升高，准晶体的电阻率下降，表现出负的温度系数。
除此之外，在二维的A1．Cu．Co准晶体中，10次对称轴周期方向的电阻随温度升高而增大，与金属一致；而与其正交的准周期方向的电阻却随温度升高而减小，与半导体类似，即在周期方向与准周期方向其电阻显示出各向异性。
在准晶体的磁性能方面，目前最关注的是二十面体准晶体Al-Mn合金系。
科学家在研究它们的直流和交流磁化率与温度的关系时发现：磁化率与温度之间符合居里一外斯规律，表现出负的居里温度，并且在约10 K时还显示出自旋玻璃化转变的现象。
他们通过核比热、磁比热、核磁共振以及饱和磁矩的进一步研究得出结论：Al—Mn合金系中所有的Mn原子并不是都含有磁矩，且含有磁矩的Mn原子的磁矩大小也并不一致。
由于这种不一致，准晶体的磁性能方面的研究仍然面临着巨大挑战。
2准晶光子晶体的应用准晶光子晶体的诸多显著特点使其应用到大量光学电子设备中。
大量实验研究表明，准晶光子晶体的应用前景非常广阔。
它不仅可以像周期型光子晶体一样用于波导、光纤、滤波器等光电子器件中，在实现耦合腔波导、低阈值激光器、光电二极管、光孤子、负折射材料等方面比光子晶体更有优势。
准晶光子晶体结构波导：在准晶光子晶体结构中引入线缺陷可以形成波导结构。
引入不同的线性缺陷可以实现不同的波导结构。
准晶光纤：准晶光子晶体结构可以在对称中心产生缺陷态，而光能量可以局限在这样的缺陷态中，因此我们使缺陷模的分布无限延伸，使局限在其中的光能量可以进行传输，这样就无需缺陷构成准晶光纤。
准晶耦合腔波导：光子晶体耦合腔波导在通信方面有着广阔的应用前景。
对于准晶光子晶体来说，实现这种耦合腔波导的方式更为丰富。
因为准晶结构无需引入缺陷就可以产生局域模，因此我们可以将多个高对称中心组合在一起就可以形成一个耦合腔波导，这就是准晶结构的优势所在，它更灵活，更方便.准晶激光器：反馈是实现激光器必不可少的条件。
在准晶光子晶体结构中做一些改变，引入不同的点缺陷，实现对光子的局域效应。
此外由于准晶结构中缺陷模的多样性，灵活性，可以改变介质柱数量、尺寸等来降低激光器产生激光的阈值，从而设计出性能更好的准晶激光器。
准晶光子晶体的负折射和超透镜：负折射性和左手性物质一直是近几年来的研究热点，吸引了很多科学家的目光。
目前，一般使用金属开口的环谐振腔来实现负折射，此外还可以利用单轴各向异性介质来实现负折射。
但是这只是在低频段，在高频段，特别是光波段时，利用这些导体材料时的损耗非常大，因此通常应用光子晶体来实现负折射。
但是光子晶体结构具有很强的周期性，其色散具有各向异性，因此影响均匀的色散和远场聚焦效果。
需要选用高对称结构来构造平板透镜，而准晶光子晶体正好满足这种要求。
比如，2005年Z．Feng在实验中证实在十二重准晶光子晶体中存在负折射，可以实现远场的亚波长成像。
并且指出准晶光予晶体可以实现远场的聚焦，而且对于非偏振光可以实现远场亚波长成像。
准晶光子晶体可以应用于许多领域，并且和周期性光子晶体相比，准晶光子晶体有明显的优势。
它在降低耦合腔波导中光的群速度，实现低阈值激光器，提高发光二极管的发光效率等很多方面已展现出其特有的优势。
因此准晶光子晶体的应用有着十分广阔的前景，值得我们进行深入的研究。
不粘锅涂层：不粘锅涂层通常是利用喷涂技术将Al-Cu-Fe准晶颗粒沉积到基体上,并形成一个均匀薄膜。
由于同时加入了Cr等合金元素,因此该薄膜除具有较低的表面能,即具有优良的不粘性能外,还具有优良的耐蚀性、耐高温性(可承受750℃高温) 、高的硬度(是不锈钢硬度的2倍以上)和高的耐磨性。
热障涂层：与航空发动机常用的隔热材料锆钇氧化物及其它隔热材料相比, 准晶涂层具有密度低、硬度高、耐磨、耐蚀、耐氧化、使用温度高及易于制造等优点，因而能满足多种场合下的隔热要求。
其形成方法也是利用喷涂技术在基体表面形成一层准晶薄膜。
目前准晶热障涂层已在飞机和汽车发动机等部件中得到应用。
以前，航空航天工业中，飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉等材料，而现在，科学家们正研究用准晶体材料来替代这些传统材料。
太阳能选择吸收薄膜：因为准晶体具有特殊的光学性能（高的红外传导率）和足够的热稳定性（抗氧化及扩散稳定性），可应用于太阳热能工业。
准晶本身并不具备光的选择吸收特性，但准晶薄膜与高反射材料组成的多层结构材料，如“铜/绝缘体/准晶/绝缘体”对太阳光却具有选择吸收的特性。
由此构成的绝缘体/准晶/绝缘体多层膜具有很高的热吸收率和很低的热发射率，与现有的工业化材料相比,虽然它们的热吸收率略有降低，但热发射率却要低得多。
准晶复合材料：准晶弥散强化的特性, 正在逐渐走向实用。
本文前面提及的Al2Cu2Fe准晶颗粒Al基复合材料已被用作轻质中温高强、高韧结构材料；由准晶弥散强化的低碳马氏体时效超高强度钢(硬度730HV,抗拉强度接近3 000M Pa) ，则可望应用于医疗器械材料。
Inoue等获得的由纳米尺度的Al-Mn-La、Al-Cr-La准晶颗粒增强的Al基合金，因具有优良的弯曲性能和高达1 200～1400MPa的弯曲强度,而有望应用于航空工业。
磁性材料：二十面体准晶的独特结构,很容易把它与软磁材料联系在一起。
软磁材料的特点是高的磁导率,低的矫顽力和低的铁芯损耗。
而二十面体准晶的特点是具有极高的电阻率和较高的对称性(比任何晶态磁性材料都高) ,易磁化轴数比晶态多,各向异性的位垒低,畴壁运动或磁矩转动都比较容易,因而可以有效地降低矫顽力和铁芯损耗。
所以,虽然二十面体准晶因具有磁各向异性而降低了磁导率,但仍有可能成为具有优异软磁性能的磁性材料。
对于二维准晶,若易磁化轴是其周期排列的主轴,则有可能获得单轴各向异性的新的永磁材。
由此可见,准晶对磁性的一个重要影响就是磁各向异性。
虽然至今尚未获得真正的准晶磁性材料, 但由近期开发的居里温度在300～500K的二十面体Al70 - X Pd15Mn15BX 铁磁性准晶材料等成果可以相信,随着对准晶材料研究的不断深入,一定能开发出具有实际应用价值的准晶磁性材料。
目前，准晶体材料作为一种新兴的材料己被广泛应用于材料学、生物学等领域，它的应用前景非常乐观。
除了准晶体可以作为表面改性材料和结构材料增强相以外，它还可应用于热致发电材料、半导体材料和储氢材料等方面。
但由于准晶体材料难制备、成本高、室温脆性等特点，严重阻碍了准晶体材料的实际应用。
至今，世界上只有法国、日本和美国等少数国家真正掌握了准晶体薄膜的制备技术。