资源简介

(共12张PPT)
准周期结构
主要内容
掌握准晶体结构的基本特征；
掌握Penrose铺砌的具体方式；
理解二十面体结构的对称性及其在材料形成中的存在方式；
掌握液晶的概念及其分类；
了解液晶材料的特点与应用。
准晶态
准晶体 —— 1984年Shechtman用快速冷却方法制备的
AlMn合金
—— 电子衍射图中具有正二十面体的五重对称的斑点分布
—— 介于晶体和非晶体之间的新 的状态 — 准晶态
当一束电子射线或X射线照射到固体凝聚态材料上时，只有晶体才会产生明锐的布拉格衍射。
晶体的长程有序的三维有限平移不变性，
保证了衍射的高度相干性
晶体的短程有序特征，能使衍射花样具有
同结构一样的旋转点群对称性
非晶态中没有这样的结构特点，所以只会产生弥散的衍射花样
晶体受到特有的有限的平移不变性和有限的转动不变性的制约，不允许有五次对称轴
准晶态（quasi crystal，即 QC）
准晶态的结构特征
(1) 准周期平移序
1974年，Penrose提出用两种四边形，夹角分别为：
72o、72o、144o、72o
36o、72o、36o、216o
可以将平面铺满，不留空隙
这种图形具有5次对称性
彭罗斯铺砌的四边形是将一个菱形切开而得到的：
风筝
飞镖
长程取向有序
所得图形到处呈现5次对称性，但没有平移周期性
当沿图中任一轴看去，阵点距离都是1和
并且图中任何一个有限部分均可在整体中其他区域找到
长程取向有序
非周期性的长程有序
彭罗斯图形
准周期性平移
Livien和Steinhardt发现：
在一个较小的原子(Mn)周围凝聚12个较大原子(Al)，形成具有15个二次轴、10个三次轴和6个五次轴的正十二面体壳层。
自由能可以达到最低，可以存在于自然界
用2种不同的菱形六面体，
按拼凑规则可以不留空隙的铺满空间
空间具有局域的二十面体取向的对称性
准晶：同时具有长程准周期性平移序和
非晶体学旋转对称性的固态有序相
准晶态是具有两个或更多个不可公约的长度标量的固态凝聚体
准晶体具有一般晶体所没有的对称性，通过确定不可公约长度比，可以定义某种结构
准晶体结构具有长程准周期有序和长程取向有序的特征
所以衍射图有类似布拉格衍射的斑点
准晶态的结构：
长程取向有序，而长程周期性不存在；
取向有序具有晶体周期性点群所不允许的点群对称性，沿取向序对称轴的方向具有准周期性，即原子的排布间距是两个或两个以上不可公约的特征长度，并按特定序列排布
准晶态的种类
按准晶的成分来分：二元、三元、四元等多元合金
麦振洪
李方华
按准晶的结构分：
I （Al-TM）类，I代表二十面体，TM代表过渡金属
AlZnMg类
按准晶的维度分：
三维准晶：只有二十面体对称性
急冷：Al-Mn，Ti-Ni
缓冷：Al-Li-Cu，Al-Fe-Cu，Ga-Mg-Zn，Al-Co-Cu
二维准晶：在一个平面的两个方向显示准周期性，而在法线方向
显示周期性
八重准晶(王宁)，十重准晶，十二重准晶，
一维准晶：二维十重准晶中一个二重准周期轴变成二重周期轴

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