無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)-展示頁
2024-12-16 20:53本頁面
【正文】 排列 ，異層嵌入堆積。 立方簡單堆積不是最緊密堆積，空隙占總體積的 48﹪。這種堆積中具有立方體空隙， 8 個球堆積成立方體（ 見 模型 2）。 立方簡單堆積 立方簡單堆積為同層對齊排列，異層非嵌入堆積，見模型 1。 對齊排列 錯位排列 堆積也有兩種方式，一種為非嵌入堆積，上層球心位置與下層球心位置重疊。其中 3 個空隙的尖角朝下，其中心位置標(biāo)記為 5；另外 3 個空隙尖角朝上，其中心位 3 置標(biāo)記為 6。在錯位排列中，我們假設(shè)把球心位置標(biāo)記為 0。異層球體的結(jié)合稱為堆積。 三、 球體堆積類型 為統(tǒng)一起見，我們以最低層作為第一層，逐層向上堆積。晶體中的原子或離子之間的相互結(jié)合要遵循內(nèi)能最小的原則，要求彼此間的引力和斥力達(dá)到平衡。 二、 緊密堆積原理 原子或離子都有一定的半 徑，它們在 空間成周期性的重復(fù)規(guī)則排列，而構(gòu)成晶體結(jié)構(gòu)。 1 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗講義 目 錄 實驗一 緊密堆積原理及模型 實驗二 晶體結(jié)構(gòu)模型分析 實驗三 玻璃的析晶 實驗四 粘土泥漿動電位的測定 實驗五 固相反應(yīng)速度的測定 2 實驗一 緊密堆積原理及模型 一、 實驗?zāi)康? 掌握緊密堆積原理，弄清各種堆積方式，為學(xué)習(xí)具體的晶體結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。 認(rèn)識并掌握立方簡單堆積，立方緊密堆積，六方緊密堆積中單胞內(nèi)球的個數(shù)，空隙種類、位置以及堆積系數(shù)的計算。因此，從幾何角度看，原子或離子之間的相互結(jié)合，可以看作是球體的相互堆積。故從球體堆積角度來看，要求球體堆積密度盡可能大 ，即趨于最緊密堆積。同層球體的結(jié)合稱為排列。 排列有兩種方式，一種為對齊 排列，另一種為錯位排列（見下圖）。此時，每個球 與相鄰的 6 個接觸，形成 6 個成弧線三角形的空隙。兩種空隙 相間分布。另一種為嵌入堆積，上層球心位置落在下層球心的空隙位置上。 每個球與同層的 4個球，上層下層 各 1個球接觸，即與相鄰的 6 個球接觸。球體之間形成了這種立方體空隙。 立方緊密堆積 這種堆積有兩種排列堆積方式，但結(jié)果相同，都是立方緊密堆積。可用模型3 演示。如第一層稱為 A 層，第二層稱為 B，則這種堆積為 AB 堆積 。 模型 4 顯示了 ABAB 堆積 的立方面心晶胞。由此可以計算出立方面心最緊密堆積的空間利用率（即在一定空間內(nèi)圓球所占體積的百分?jǐn)?shù)）為 ﹪。 第二種排列堆積方式為同層錯位排列。 第一層排好后，第二層的球心位置落在第一層的某一空隙（例如空隙 5）中，第三層的球心位置落在第一層的另一種空隙 （ 例如 空隙 6）中，第四層的球心位置與第一層的球心位置重疊，這種堆積方式為 ABCABC 堆積。 模型 6 顯示了 ABCABC 堆積的立方面心晶胞。只要改變觀察方面，就能顯示出兩種排列堆積方式。一種是四面體空隙，見模型 7。另一種是 八面體空隙 ，見模型 8。兩 種立方最緊密堆積方式中的 空 隙率 都是 ﹪?？捎媚Ｐ?9 演示。對于每個球來說，它與同層的 6個球、上層的 3 個球、下層的 3 個球，共 12 個球接觸。 六方緊密堆積形成六方格子。 以 上為等大球體的緊密堆積，在不等大球體進(jìn)行堆積時，球體
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