材料学基础I-1.ppt

材料学基础Fundamental of Materialogy
研究生课程
Course for Graduates
Content
Section I: Materials Structures
Chap. 1 Crystal structure*
Chap. 2 Beyond crystals
Chap. 3 Nanostructures
Chap. 4 Microstructure*
Section II: Materials Properties
Chap. 5 Materials properties and basis for tensors*
Chap. 6 Tensor and matrix representations of properties*
Section III: Structure-Property Linkages
Chap. 7 General of structure-property relations
Chap. 8 Microstructure-property relations*
Discussions
Discussions
Discussions
Final Examination (open)
Introduction
过程
Processing
结构
Structure
性能效能 Properties
结构形成过程
“材料工艺”
中心环节
<材料学基础>
构件、器件的制备
“材料选择”
Performance
Micro-Materialogy:MSE/MST
Goal/means
Cause/effect
Structure
Properties
Structure-Property Linkages
Chap. 1 Crystal structures
1. 晶格点阵 Lattice
Ideal crystals: Periodicity & long-range order
(平移周期性和长程有序性)
x
1d
2d
3d
等同格点
基矢
元胞
t1
t3
t2
(Primary unit cell: the smallest unit)
晶胞:晶体结构基本单元
晶体常数(点阵常数):
(a,b,c)——size
(α,β,γ)——shape
2. 坐标系 Coordinates
x
y
z
a
b
c
x
y
z
g
a
b
3. 7类晶系(syngonies)、14种Bravais点阵
Syngonies
Axes (a,b,c)
Angles(α,β,γ)
立方 cubic
a=b=c
a=b=g=900
四方 tetragonal
a=b≠c
α=β=γ=900
六方 hexagonal
a=b≠c
a=b=900,g=1200
菱形rhombohedral
(三方 triagnoal)
a=b=c (a=b≠c)
a=b=g≠900 (a=b=900,g=1200)
正交 orthorhombic
a ≠ b≠c
α=β=γ=900
单斜 monoclinic
a≠b≠c
α=β=900≠γ
三斜 triclinic
a≠b≠c
α≠β≠γ≠900
14种Bravais点阵:
7 种晶系可以构成多少种
空间点阵?
每种晶系最多可构成
4 种空间点阵:
简单点阵(P)
底心点阵(C)
体心点阵(I)
面心点阵(F)
4. Miller index
A
B
C
1)  晶面指数
x y z
n1 n2 n3
(n1 n2 n3) —— Weiss指数
hx + ky + lz = j
(h k l) ——晶面Miller指数
n1
n2
n3
h
k
l
表示法
1
1
1
1
1
1
(1,1,1)
3
3
3
1
1
1
(1,1,1)
∞
∞
1
0
0
1
(0,0,1)
1
∞
∞
1
0
0
(1,0,0)
∞
1
∞
0
1
0
(0,1,0)
-1
1
∞
1
0
(,1,0)
O
OA= n1 a
OB= n2 b
OC= n3 c
+
+
=
1
n1
n2
n3
h
k
l
(h k l)
1
1
1
1
1
1
(111)
3
3
3
1
1
1
(111)
1
0
0
1
(001)
1
1
0
0
(100)
1
0
1
0
(010)
1
2
3