【知识要点】23广工《835材料科学基础》考研知识：固体结...

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授课研究生

22 级拟录取 D 学姐：初试成绩：360+，专业课：125+，初试排名：前十。本科期间连续三年获得优秀学生奖学金。对于 835 材料科学基础，有着扎实的基础，对专业知识理解透彻，并且总结了一些做题技巧。

固体结构

物质通常有三种聚集状态：气态、液态和固态。而按照原子（或分子）排列的特征又可将固态物质分为两大类：晶体和非晶体。晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列；而非晶体的原子则是无规则排列的。一种物质是否以晶体或以非晶体形式出现，还须视外部环境条件和加工制备方法而定，晶态与非晶态往往是可以互相转化的。

晶体结构的基本特征是，原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性重复排列，即存在长程有序。因此，它与非晶体物质在性能上区别主要有两点：晶体熔化时具有固定的熔点，而非晶体却无固定熔点，存在一个软化温度范围；晶体具有各向异性，而非晶体却为各向同性。

空间点阵和晶胞

1.为了便于分析研究晶体中质点的排列规律性，可先将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体，并将其中的每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之为阵点。

2.阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵。

3.为说明点阵排列的规律和特点，可在点阵中取出一个具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。将晶胞作三维的重复堆砌就构成了空间点阵。

4.为了最能反映点阵的对称性，选取晶胞的原则为：

（1）选取的平行六面体应反映出点阵的最高对称性。

（2）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多。

（3）当平行六面体的棱边夹角存在直角时，直角数目应最多。

（4）在满足上述条件的情况下，晶胞应具有最小的体积。

5.为了描述晶胞的形状和大小，常采用平行六面体的三条棱边的边长 a，b，c（称为点阵常数）及棱间夹角α、β、γ6 个点阵参数来表达，如图 2.3 所示。事实上，采用 3 个点阵矢量 a，b，c 来描述晶胞将更为方便。这 3 个矢量不仅确定了晶胞的形状和大小，并且完全确定了此空间点阵。

6.根据 6 个点阵参数间的相互关系，可将全部空间点阵归属于7种类型，即7个晶系。

7.按照“每个阵点的周围环境相同”的要求，布拉维（Bravais A.）用数学方法推导出能够反映空间点阵全部特征的单位平面六面体只有 14 种，这 14 种空间点阵也称布拉维点阵。

8.必须注意，晶体结构与空间点阵是有区别的。空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性，由于各阵点的周围环境相同，故它只能 14 种类型；而晶体结构则是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况，它们能组成各种类型的排列，因此，实际存在的晶体结构是无限的。

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