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1、晶体基础学第1页，此课件共35页哦一、金属的晶体结构晶体晶格晶胞.jpg七大晶系 三斜、单斜、正交、六方、菱方、四方、立方七种。常见晶体结构：体心立方、面心立方、密排六方晶格。体心立方 体心立方晶格晶胞的中心和八个角上各有一个原子，具有体心立方晶格的金属有-Fe、Cr、Nb等。bcc.jpg第2页，此课件共35页哦面心立方 金属原子分布在立方体的八个角上和六个面的中心。面中心的原子与该面四个角上的原子紧靠。具有这种晶格的金属有Cu、Al、-Fe等。fcc.jpg密排六方 密排六方晶格的晶胞中十二个金属原子分布在六方体的十二个角上，在上下底面的中心各分布一个原子，上下底面之间均匀分布三个原子。典
2、型的密排六方晶体结构金属如Mg。hcp.jpg第3页，此课件共35页哦体心、面心立方以及密排六方示意图第4页，此课件共35页哦 实际金属晶体结构 在实际金属晶体中，存在原子不规则排列的局部区域，这些区域称为晶体缺陷。按缺陷的几何形态，晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。三种晶体缺陷都会造成晶格畸变，使变形抗力增大，从而提高材料的强度、硬度。点缺陷（空位、间隙原子）：晶格中某个原子脱离了平衡位置，形成空结点，称为空位；某个晶格间隙挤进了原子，称为间隙原子。陈江波晶体学位错基础知识点缺陷的类型.swf 线缺陷（刃型位错、螺型位错）：它是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。陈江
3、波晶体学位错基础知识刃位错.wmv 面缺陷（晶界、亚晶界）：面缺陷包括晶界和亚晶界。陈江波晶体学位错基础知识大角度晶界模型.swf第5页，此课件共35页哦二、晶向与晶面指数晶向指数 晶向指数的确定步骤如下：以晶胞的某一阵点O为原点，过原点O的晶轴为坐标轴x,y,z,以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴的长度单位。过原点O作直线OP，使其平行于待定晶向。在直线OP上选取距原点O最近的一个阵点P，确定P点的3个坐标值。将这3个坐标值化为最小整数u，v，w，加以方括号，u v w即为待定晶向的晶向指数。第6页，此课件共35页哦晶面指数 晶面指数标定步骤如下：设定参考坐标系，求得待定晶面在三个晶轴上的截距;
4、取各截距的倒数；将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该晶面的指数，记为(h k l)。晶面指数代表着一组相互平行的晶面。另外，在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是空间位向不同的晶面可以归并为同一晶面族，以h k l表示，它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。陈江波晶体学位错基础知识晶面与晶向.spl第7页，此课件共35页哦三、晶体的极射投影 1.球面投影 晶体的平面投影全部是在球面投影的基础上进行的；因此晶体的投影，理论上包括两个步骤：第一步是晶体的球面投影，第二步是将球面投影转换为平面投影。球面投影方法及球面坐标：投影球：单位长度为半径的参考球。投影中心：球心。
5、赤道平面：过投影球中心的水平面，极射赤平投影的投影面。赤道：赤道平面与投影球的交线。第8页，此课件共35页哦 投影轴：过球心且垂直于赤道平面的直线。与投影球的交点为N极和S极。子午面：包含投影轴的直立平面。子午线：子午面与球面的交线为子午线。SN赤道平面赤道平面投影轴投影轴子午面子午面第9页，此课件共35页哦 1）.直线的球面投影 设想使晶体中心与投影球的球心会合，将晶体上任一直线平移到过投影球中心，然后延伸使之与球面相交，交点即为直线的球面投影点。特点：所有直线必须平移到过投影球中心，然后进行投影；一条直线在球面上有两个投影点；方向相同的直线，球面投影点的位置相同；直线的球面投影只能反映直线
6、方向，不能反映直线的具体位置。2）.晶面的球面投影 设想将晶体中心与投影球中心重合，从中心作某晶面的法线，并延伸使之与球面相交，交点就是该晶面的球面投影点。特点：任意一晶面在球面上的投影为均一个点。晶面的球面投影点只能反映晶面的空间方位，与晶面的实际形态和大小无关。第10页，此课件共35页哦球面投影示意图 第11页，此课件共35页哦 球面上投影点的坐标：极距角（）：投影轴与晶面法线或直线间的夹角，即投影球面上N点与投影点之间的圆弧度数。极距角都是从北极N点开始度量，从投影球N极到S极，共分180。方位角（）：包含晶面法线或直线要素的子午面与零子午面之间的夹角。即球面上投影点所在的子午线与零子午
7、线之间水平圆弧的度数，故称方位角。第12页，此课件共35页哦球面坐标和=0=0第13页，此课件共35页哦 球面投影可以真实地表示晶体上各种直线、晶面和平面的空间几何关系，但在实际研究工作中难以应用。只有将球面投影转换成为平面的投影，才有实用价值。平面投影的方法有正投影、极射赤平投影和心射赤平投影。第14页，此课件共35页哦2.极射赤平投影2.1晶面（直线）的极射赤平投影 投影方法：把晶面（直线）在球面上的投影点与南极（或北极）连线，连线与赤道平面相交，交点就是晶面（直线）的极射赤平投影点立方系球面投影和极射赤面投影.jpg。第15页，此课件共35页哦球面上投影点的极射赤平投影第16页，此课件共
8、35页哦 极射赤平投影点的坐标：如图，极点A的极射赤平投影点为a，a点的方位角为；极距角用o与a之间的直线长度oa所代表的角度表示。第17页，此课件共35页哦球面上投影点的极射赤平投影1/2OAa=0NS第18页，此课件共35页哦1/2Aa第19页，此课件共35页哦 晶面的极射赤平投影点规律：与投影平面平行的晶面-在基圆中心；与投影平面垂直的晶面-在基圆上；与投影平面斜交晶面-在基圆内。直线的极射赤平投影点规律：与投影平面平行-在基圆上；与投影平面垂直 -在基圆中心；与投影平面斜交-在基圆内。任意一条直线的两个投影点，方位角相差 180，极距角互补。第20页，此课件共35页哦立方体、八面体与菱
9、形十二面体的球面投影第21页，此课件共35页哦立方体、八面体与菱形十二面体的极射赤平投影第22页，此课件共35页哦 2.2 平面的极射赤平投影 投影方法：以S极（或N极）为视点，将平面在球面上的投影（大圆或小圆）与S极（或N极）连线，连线与投影平面的交线就是平面的极射赤平投影。平面的极射赤平投影规律：过投影中心的平面与投影平面平行：基圆；与投影平面垂直：基圆直径；与投影平面斜交：以基圆直径为弦的大圆弧。第23页，此课件共35页哦水平、直立大圆的极射赤平投影第24页，此课件共35页哦倾斜大圆的极射赤平投影第25页，此课件共35页哦 不过投影中心的平面：与投影平面平行-小圆，且与基圆同心；与投影平
10、面垂直-小圆弧与投影平面斜-小圆，与基圆不同心。第26页，此课件共35页哦水平、直立、倾斜小圆的极射赤平投影第27页，此课件共35页哦3.吴氏网分析极射投影的有效工具吴氏网的构成：网面：赤道平面；基圆：赤道；网面中心：N极或S极；直径：垂直投影面的大圆投影；大圆弧：包含投影球的同一直径，倾斜角度各不相同的一组倾斜大圆的投影。小圆弧：与投影面垂直且相互平行的一组直立小圆的投影。第28页，此课件共35页哦大圆弧 倾斜大圆的投影第29页，此课件共35页哦小圆弧直立小圆的投影第30页，此课件共35页哦吴氏网NSWEB第31页，此课件共35页哦 吴氏网用途：（分度为2）经度沿赤道读数，纬度沿基圆读数，得到投影点之间的夹角关系。在基圆上可以度量方位角；直径上的刻度可以度量极距角；大圆弧上的刻度可以度量两晶面之间的夹角或两直线之间的夹角。吴氏网的应用举例 第32页，此课件共35页哦 例1：已知球面坐标值：b=350o；b=40.5o，求作投影点。第33页，此课件共35页哦+0=35040.5例题1的图解第34页，此课件共35页哦Thanks for your attention！第35页，此课件共35页哦