准晶

时间:2024-06-08 07:45:19编辑:奇事君

准晶体和准晶一样吗

准晶体和准晶并不完全相同。准晶体指的是由周期性和非周期性结构单元组成的晶体,其具有部分晶体和非晶体之间的特性和性质。通常情况下,准晶体的结构具有长程有序性和短程无序性,因此在结构上不完全具备晶体的周期性。但是准晶体仍然具有一定的对称性,并且其物理性质与晶体类似。而准晶则是指具有部分有序性的固态物质,其结构具有某种类型的对称性,但并不完全符合传统晶体的规则。准晶可能同时包含着原子排列所具有的对称、周期性和无序性特点。因此,虽然准晶体和准晶都包括了部分无序性,但它们的定义和特性还是有所区别的。


什么是准晶体

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解析:

准晶体(quasicrystal)

准晶体是1928年发现的,具有凸多面体规则外形的,但不同于晶体的固态物质,它们具有晶体物质不具有的五重轴。如图给出的含钬-镁-锌三种金属的准晶体的正十二面体外型。已知的准晶体都是金属互化物。2000年以前发现的所有几百种准晶体中至少含有3种金属,如Al65Cu23Fe12,Al70Pd21Mn9等。但最近发现仅2种金属也可形成准晶体,如Cd57Yb10〔Nature,2000,408:537〕。有关准晶体的组成与结构的规律仍在研究之中。有关组成问题值得重视的事实如:组成为Al70Pd21Mn9的是准晶体而组成的Al60Pd25Mn15却是晶体。有关结构问题,人们普遍认为,准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构,因为单调的周期性结构不可能出现五重轴,但准晶体的结构仍有规律,不像非晶态物质那样的近距无序,仍是某种近距有序结构。尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明,它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击,以致国际晶体学联合会最近建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体(any solid having an essentially discrete diffraction diagram)来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。在实际上,准晶体已被开发为有用的材料。例如,人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性,正被开发为炒菜锅的镀层;Al65Cu23Fe12十分耐磨,被开发为高温电弧喷嘴的镀层。


准晶体和晶体的区别

准晶体(quasicrystal)与晶体都是由原子或分子有序排列而形成的固体材料。但是,准晶体和晶体之间存在一些显著的区别:1.原子排列方式不同:准晶体的原子排列方式不同于晶体的排列方式,准晶体的原子排列方式呈现出长宽比不同的多边形结构,而晶体的原子排列方式呈现出周期性的规则结构。2.对称性不同:晶体具有平移对称性,其结构在三个正交方向上的周期性相同。而准晶体的对称性较低,其结构在某些方向上的周期性有所变化,例如五边形对称性。3.原胞形状不同:晶体的基本重复单元为原胞,通常为几何常见的形状,例如立方体、四面体等。而准晶体的原胞形状则较为复杂,通常为多面体或棱柱形。4.物理性质不同:由于准晶体的结构形态较为复杂,其物理性质也与晶体不同。例如,准晶体具有更好的热导率和低热膨胀系数,但相对脆性较大,难以制备成大单晶。总之,准晶体与晶体之间存在一定的差异,不同的结构形态也导致这两种材料具有不同的物理性质和应用范围。

准晶体的结构是怎样的?

准晶体(quasicrystal)
准晶体是1928年发现的,具有凸多面体规则外形的,但不同于晶体的固态物质,它们具有晶体物质不具有的五重轴。如图给出的含钬-镁-锌三种金属的准晶体的正十二面体外型。已知的准晶体都是金属互化物。2000年以前发现的所有几百种准晶体中至少含有3种金属,如Al65Cu23Fe12,Al70Pd21Mn9等。但最近发现仅2种金属也可形成准晶体,如Cd57Yb10〔Nature,2000,408:537〕。有关准晶体的组成与结构的规律仍在研究之中。有关组成问题值得重视的事实如:组成为Al70Pd21Mn9的是准晶体而组成的Al60Pd25Mn15却是晶体。有关结构问题,人们普遍认为,准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构,因为单调的周期性结构不可能出现五重轴,但准晶体的结构仍有规律,不像非晶态物质那样的近距无序,仍是某种近距有序结构。尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明,它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击,以致国际晶体学联合会最近建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体(any solid having an essentially discrete diffraction diagram)来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。在实际上,准晶体已被开发为有用的材料。例如,人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性,正被开发为炒菜锅的镀层;Al65Cu23Fe12十分耐磨,被开发为高温电弧喷嘴的镀层。


准晶的单晶x射线衍射图有什么明显的不同于传统晶体的特征

准晶的单晶x射线衍射图明显的不同于传统晶体的特征:晶体有整齐规则的几何外形;晶体有固定的熔点;晶体有各向异性的特点。晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类:离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质,是物质存在的一种基本形式。固态物质是否为晶体,一般可由X射线衍射法予以鉴定。周期性晶体是各向异性的均匀物体。生长良好的晶体,外观上往往呈现某种对称性。从微观来看,组成晶体的原子在空间呈周期重复排列。即以晶体中的原子或其集合为基点,在空间中三个不共面的方向上,各按一定的点阵周期,不断重复出现。如从重复出现的每个基元中各取某一相当点,则这些点合在一起形成一个空间点阵的一部分,确切地说,点阵是一组按连接其中任何两点的矢量进行平移后而能复原的点的重复排列。

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