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晶面间距的计算公式是什么?
时间:2024-12-23 16:48:35
答案

晶面间距的计算公式答案如下:

正交晶系1/d2=h2/a2+k2/b2+l2/c2;单斜晶系1/d2={h2/a2+k2sin2β/b2+l2/c2-2hlcosβ /(ac)}/sin2β;立方晶系d=a/(h2+k2+l2)。

平行晶面族(hkl)中两相邻晶面之间的距离称为晶面间距,用常用符号dhkl或简写为d。对于每一种晶体都有一组大小不同的晶面间距,它是点阵常数和晶面指数的函数,随着晶面指数增加,晶面间距减小。

不同的{hkl}晶面,其面间距(即相邻的两个平行晶面之间的距离)各不相同。总的来说,低指数的晶面其面间距较大,而高指数面的面间距小。简单立方点阵为例,可看到其{100}面的晶面间距最大,{120}面的间距较小,而{320}面的间距就更小。

但是,如果分析一下体心立方或面心立方点阵,则它们的最大晶面间距的面分别为{110}或{111}而不是{100},说明此面还与点阵类型有关。此外还可证明,晶面间距最大的面总是阵点(或原子)最密排的晶面,晶面间距越小则晶面上的阵点排列就越稀疏。正是由于不同晶面和晶向上的原子排列情况不同,使晶体表现为各向异性。

各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化,在不同的方向上呈现出差异的性质。各向异性是材料和介质中常见的性质,在尺度上有很大差异,从晶体到日常生活中各种材料,再到地球介质,都具有各向异性。值得注意的是,各向异性与非均匀性是从两个不同的角度对物质进行的描述,不可等同。

晶体的各向异性即沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同。

晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。各向异性作为晶体的一个重要特性具有相当重要的研究价值。常用晶向来标志晶体内的不同取向。

晶体矿物学中物理上可实现的各向异性对称系统有8个,即三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系、正方晶系、三方晶系、六方晶系、立方晶系和各向同性晶系。以立方晶系为例,晶体的晶向族为快速凝固方向,物质会沿此方向优势排列。此外晶体内原子排列的各向异性有时在宏观上也会有所表现,例如石英晶体的柱状生长形态。

晶体内部由原子组成的晶面是不能直接观测到的,因此需要借助于其他光学手段。检测晶体内部结构常用的方法为衍射技术,分为X射线衍射技术和电子衍射技术,常用的仪器为扫描电镜。

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