结晶学 结晶符号

第四章晶体的定向与结晶符号一、晶体定向的方法以晶体中心为原点建立一个坐标系,由X,Y,Z三轴组成,也可由X,Y,U,Z四轴组成(对三方晶系与六方晶系).那么,怎么选出这些晶轴?ZYX三个晶轴不一定垂直YZXU120º选晶轴的原则:1）与晶体的对称特点相符合(既一般都以对称要素作晶轴，要么对称轴，要么对称面法线);2）在遵循上述原则的基础上尽量使晶轴夹角为90度.每个晶系的对称特点不同,因此每个晶系的选择晶轴的具体方法也不同,见表4-1(此表非常重要，要熟记).表4-1定向举例:(示范模型:等轴、四方、六方、斜方)请注意:在晶体的宏观形态上根据对称特点选出的三根晶轴,与晶体内部结构的空间格子的三个不共面的行列方向是一致的.为什么?因为空间格子中三个不共面的行列也是根据晶体的对称性,人为地画出来的.而晶轴也是根据晶体的对称性,人为地选出来的.晶体的内部对称与晶体的宏观对称是一致的,所以晶轴与三个行列就是一致的.在三个行列上有晶胞参数(a,b,c;α,β,γ),这些参数就构成了三个晶轴上的轴单位和晶轴之间的夹角.xyz宏观形态微观结构晶体外形不可能知道轴单位,但根据对称性可以知道轴单位之间的比值关系,即：a:b:c例如,等轴晶系的a:b:c=?四方晶系的a:b:c=?我们将a:b:c称为轴率,α,β,γ称轴角,轴率与轴角统称晶体常数.见表4－1.表中列出的是晶体常数特点.因为根据晶体的宏观形态只能定出晶体常数特点,不能定出晶体常数.举例：在模型上定出晶体常数特点：等轴、四方、斜方二、对称型的国际符号对称型的国际符号很简明，1）它不将所有的对称要素都写出来,2）并且可以表示出对称要素的方向性,3）但它不容易看懂.特点是:凡是可以派生出来的对称要素都省略了.对称轴以1，2，3，4，6表示;对称面以m表示,旋转反伸轴以1、2、3、4、6表示,若对称面与对称轴垂直，则两者之间以斜线或横线隔开，如L2PC以2/m表示，L4PC以4/m表示(由此可以看出，对称中心C就不必再表示出来了，因为偶次轴垂直对称面定会产生一个C)。具体的写法为:设置三个序号位(最多只有三个),每个序号位中规定了写什么方向上的对称要素(序号位与方向对应，这是国际符号的最主要的特色),对称意义完全相同的方向上的对称要素,不管有多少,只写一个就行了（简化，这是国际符号的另一特色）.不同晶系中,这三个序号位所代表的方向完全不同,所以,不同晶系的国际符号的写法也就完全不同,一定不要弄混淆.每个晶系的国际符号写法见表4－2(此表很重要，要熟记！).表4-2:国际符号举例:(示范模型:等轴、四方、六方、斜方)三、晶面符号与晶棱符号1.晶面符号:晶体定向后,晶面在空间的相对位置就可以根据它与晶轴的关系来确定,表示晶面空间方位的符号就叫晶面符号,常用的是米氏符号:晶面在三根晶轴上的截距系数的倒数比，用小括号括起来。举例:某晶面在X,Y,Z轴上的截距为2a,3b,6c,那么截距系数为2,3,6,倒数为1/2,1/3,1/6,化简以后的倒数比为3:2:1,写做(321),这就是该晶面的米氏符号.注意：三个晶轴上的轴单位不一定相等，所以，截距系数与截距不一定成正比。例如：通常用(hkl)表示.h,k,l叫晶面指数.但对于三方,六方晶系来说,可以用四轴定向,要用四个晶面指数h,ki,l,晶面符号为(hkil),前面三个指数的代数和等于0.例如:（1120）（1011）等。u在晶体模型上怎么写晶面符号?因为我们并不知道晶面截晶轴的截距系数,但我们可以知道截距大小相对关系.例如:(示范模型):八面体（111）、四方双锥（hhl）斜方双锥（hkl）2.晶棱符号:为直线符号,表示这一直线的方向即可.方法为:将晶棱(或其他直线)移至经过晶体中心(即坐标原点),然后在直线上任取一点,该点在三根晶轴上的坐标系数比值写进方括号即可:[rst]举例:立方体、八面体垂直晶面的直线符号分别:[100],[111]四、整数定律与晶带定律1.整数定律晶面指数为简单整数.为什么?因为指数越简单的晶面对应到内部结构是面网密度大的面网,而面网密度大的面网容易形成晶面（因为能量低容易形成晶面）,所实际晶体上的晶面就是晶面指数简单的晶面.整数定律是继面角守恒定律后的又一个在远古年代根据晶体形态特点发现的规律.2.晶带定律:晶带:交棱相互平行的一组晶面.晶带轴:移至过晶体中心的一条交棱。晶带符号：交棱的晶棱符号.举例:晶体上的晶面是以晶带的形式发育的.晶带定律:任两晶带(晶棱)相交可决定一可能晶面,任两晶面相交可决定一可能晶带(晶棱).举例:晶带符号（晶棱符号）与晶面符号的关系：晶面（hkl）（mnp）所决定的晶带：hklhkl如:100100mnpmnp010010rst001晶带[rst][uvw]所决定的晶面：rstrst如:010010uvwuvw001001hkl100本章重点总结：1）晶体定向：晶轴的选择，坐标系的建立。2）在晶体定向的基础上，写出对称型的国际符号。3）在晶体定向的基础上，确定晶面符号，一定要学会在宏观形态上确定各晶面的晶面符号。（并不知道轴长与截距系数）