《單形晶體定向等》課件

礦物巖石學(xué)

田建鋒20010年9月《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!復(fù)習(xí)層生長(zhǎng)理論布拉維法則面角守恒定律晶體對(duì)稱(chēng)的特征對(duì)稱(chēng)要素對(duì)稱(chēng)操作晶體對(duì)稱(chēng)定律《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!第三節(jié)對(duì)稱(chēng)型及晶體的分類(lèi)1、對(duì)稱(chēng)型在一個(gè)結(jié)晶多面體中，全部對(duì)稱(chēng)要素的組合稱(chēng)為該結(jié)晶多面體的對(duì)稱(chēng)型。對(duì)稱(chēng)型的書(shū)寫(xiě)方法：1）按高次軸、低次軸、對(duì)稱(chēng)面、對(duì)稱(chēng)中心的順序依次書(shū)寫(xiě)；2）若晶體中存在多個(gè)同軸次對(duì)稱(chēng)軸或多個(gè)對(duì)稱(chēng)面時(shí)，其個(gè)數(shù)寫(xiě)在相應(yīng)對(duì)稱(chēng)要素的前面。如立方體的對(duì)稱(chēng)型為3L44L36L29PC、三方單錐的對(duì)稱(chēng)型為L(zhǎng)33P。晶體中的對(duì)稱(chēng)要素的組合受對(duì)稱(chēng)規(guī)律的控制，因而晶體中存在的對(duì)稱(chēng)型是有限的。經(jīng)推導(dǎo)，總共只有32種（課本19頁(yè)的表2-1）?！秵涡尉w定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!一、單形1.單形的概念 是由對(duì)稱(chēng)要素聯(lián)系起來(lái)的一組晶面的組合。也就是說(shuō)，單形是一個(gè)晶體上能夠由該晶體的所有對(duì)稱(chēng)要素操作而使它們相互重復(fù)的一組晶面。

在理想的情況下，同一單形內(nèi)的晶面應(yīng)該同形等大。例如：立方體、八面體、菱形十二面體和四角三八面體都是單形?！秵涡尉w定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!2．單形的推導(dǎo)可以在對(duì)稱(chēng)型中假設(shè)一個(gè)原始晶面，通過(guò)對(duì)稱(chēng)操作的作用而得到其它晶面，這些晶面共同組成一個(gè)單形，這就是單形的推導(dǎo)。根據(jù)給出的原始面的位置不同，每一種對(duì)稱(chēng)型可推導(dǎo)出1---7種單形，這樣32種對(duì)稱(chēng)型總共可以推導(dǎo)出可能存在的146種結(jié)晶單形，如果考慮其幾何形態(tài)，去掉形狀相同的單形，晶體中可能出現(xiàn)的幾何單形一共有47種?！秵涡尉w定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!

在上述7個(gè)單形中，第b、c號(hào)單形完全一樣，第d、e號(hào)單形也完全一樣（形狀一樣、對(duì)稱(chēng)性也一樣），這樣就可將之視為一個(gè)單形。因此，(L22P)對(duì)稱(chēng)型一共有5個(gè)單形。現(xiàn)以斜方晶系中的對(duì)稱(chēng)型(L22P)為例說(shuō)明單形的推導(dǎo)位置1：?jiǎn)蚊鎨001}位置2：平行雙面{100}位置3：平行雙面{010}位置4：雙面{h0l}位置5：雙面{0kl}位置6：斜方柱{hk0}位置7：斜方單錐{hkl}《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!47種幾何單形。一些重點(diǎn)單形要記??！記住一些單形名稱(chēng)的方法:

1、面類(lèi)等軸晶系：2、柱類(lèi)1、四面體組3、單錐類(lèi)2、八面體組4、雙錐類(lèi)3、立方體組

5、面體類(lèi)6、偏方面體類(lèi)《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!三、單形的分類(lèi) 對(duì)于47種幾何單形還可根據(jù)形態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行如下分類(lèi)：開(kāi)形和閉形：根據(jù)單形的晶面是否可以自相閉合來(lái)劃分。左形和右形：形態(tài)完全類(lèi)同，在空間的取向上正好彼此相反的兩個(gè)形體，可用對(duì)稱(chēng)面使彼此重合。例如：三方偏方面體。《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!定形和變形：一種單形其晶面間的角度為恒定者，稱(chēng)定形；反之，稱(chēng)變形。凡單形符號(hào)為數(shù)字的，一定是定形，凡單形符號(hào)是字母的，一定是變形。《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!聚形分析同一單形的晶面形狀,大小,性質(zhì)完全相同;一個(gè)聚形最多可能由7種單形相聚;一個(gè)聚形中所有單形的具有相同的對(duì)稱(chēng)性; (這里的對(duì)稱(chēng)型是指結(jié)晶單形的對(duì)稱(chēng)型)?！秵涡尉w定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!第五節(jié)

晶體的定向與晶面符號(hào)一、晶體定向的方法

以晶體中心為原點(diǎn)建立一個(gè)坐標(biāo)系,由X,Y,Z三軸組成,也可由X,Y,U,Z四軸組成(對(duì)三方晶系與六方晶系).

那么,怎么選出這些晶軸?ZYX三個(gè)晶軸不一定垂直YZXU120o《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!在三個(gè)行列上有晶胞參數(shù)(a,b,c;α,β,γ),這些參數(shù)就構(gòu)成了三個(gè)晶軸上的軸單位和晶軸之間的夾角.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!二、晶面符號(hào) 晶體定向后,晶面在空間的相對(duì)位置就可以根據(jù)它與晶軸的關(guān)系來(lái)確定,表示晶面空間方位的符號(hào)就叫晶面符號(hào),常用的是米氏符號(hào):晶面在三根晶軸上的截距系數(shù)的倒數(shù)比，用小括號(hào)括起來(lái)。《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!但對(duì)于三方,六方晶系來(lái)說(shuō),可以用四軸定向,要用四個(gè)晶面指數(shù)h,ki,l,晶面符號(hào)為(hkil),前面三個(gè)指數(shù)的代數(shù)和等于0.例如：（1120）（1011）等?！秵涡尉w定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!在晶體模型上怎么寫(xiě)晶面符號(hào)?因?yàn)槲覀儾⒉恢谰娼鼐лS的截距系數(shù),但我們可以知道截距大小相對(duì)關(guān)系.

例如:

(示范模型):八面體（111）、四方雙錐（hhl）斜方雙錐（hkl）《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!a1b1b2b3b4整數(shù)定律是繼面角守恒定律后的又一個(gè)在遠(yuǎn)古年代根據(jù)晶體形態(tài)特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的規(guī)律.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!第六節(jié)雙晶（孿晶）twin1．雙晶的概念

兩個(gè)或兩個(gè)以上的同種晶體按一定的對(duì)稱(chēng)關(guān)系相互取向連生。單體間的格子構(gòu)造是不連續(xù)的?！秵涡尉w定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!2.雙晶要素：用來(lái)表征雙晶中單體間之對(duì)稱(chēng)取向關(guān)系的幾何要素,包括雙晶面(twinning-plane)雙晶軸(twinning-axis)注意雙晶要素與對(duì)稱(chēng)要素之間的區(qū)別,雙晶要素是存在于兩個(gè)單體之間的,而對(duì)稱(chēng)要素是存在于一個(gè)單體內(nèi)部的。

《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!(2)雙晶軸

一般來(lái)說(shuō)雙晶軸都是二次軸.雙晶中的一個(gè)個(gè)體繞他旋轉(zhuǎn)180度后,可與另一個(gè)個(gè)體重合或平行.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!3.雙晶接合面(positionsurface)

兩單體之間的界面，可以是平面，也可以是不規(guī)則曲面。并形成縫合線(xiàn)。

例1例2例3尖晶石雙晶:螢石雙晶:石英道芬雙晶:接合面平直接合面不規(guī)則接合面不規(guī)則曲線(xiàn)狀《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!5.雙晶的類(lèi)型(1)接觸雙晶：

a.簡(jiǎn)單接觸雙晶 b.聚片雙晶 c.輪式雙晶(2)貫穿雙晶(3)復(fù)合雙晶《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!6．雙晶的成因及成因類(lèi)型(1)生長(zhǎng)雙晶——原生雙晶晶體生長(zhǎng)初期兩個(gè)小晶芽以雙晶的方位接合在一起,然后長(zhǎng)大形成雙晶.小晶芽以雙晶的方位接合,比任意方位接合能量低,易穩(wěn)定.為什么?因?yàn)槭枪餐木Ы?界面能要低一些.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!(3)機(jī)械雙晶——次生雙晶在外界應(yīng)力作用下晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移形成雙晶.如方解石的聚片雙晶.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!作業(yè)1.闡述晶體的格子構(gòu)造與晶體性質(zhì)的關(guān)系。2.晶體的分類(lèi)及其對(duì)稱(chēng)特征。3.畫(huà)圖標(biāo)出立方體和四方雙錐各晶面的晶面符號(hào)，并寫(xiě)出它們的單形符號(hào)。4.比較雙晶要素與對(duì)稱(chēng)要素的區(qū)別?！秵涡尉w定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!二、晶體的分類(lèi)：晶類(lèi)：同一對(duì)稱(chēng)型的晶體歸為一類(lèi)，共32個(gè)晶類(lèi)。晶族：據(jù)高次對(duì)稱(chēng)軸的數(shù)目分高、中、低三個(gè)晶族

低級(jí)晶族：無(wú)高次軸中級(jí)晶族：有一個(gè)高次軸高級(jí)晶族：有幾個(gè)高次軸晶系：據(jù)晶族中各晶類(lèi)所具有的對(duì)稱(chēng)要素特點(diǎn)，進(jìn)一步把三個(gè)晶族分為七個(gè)晶系：

三斜晶系：一個(gè)L1或C單斜晶系：一個(gè)L2或P斜方晶系：L2或P多于一個(gè)三方晶系：一個(gè)L3

四方晶系：一個(gè)有一個(gè)L4或Li4

六方晶系：有一個(gè)L6或Li6等軸晶系：有4個(gè)L3

《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!第四節(jié)單形和聚形由于礦物內(nèi)部和外部因素的影響，不同對(duì)稱(chēng)型的礦物其形態(tài)不同，同一對(duì)稱(chēng)型的同種礦物由于其生長(zhǎng)環(huán)境不同，可以形成不同的形態(tài)。根據(jù)晶面特征可分為兩類(lèi)：?jiǎn)涡魏途坌螇A性中性酸性《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)! 這四個(gè)單形形狀完全不同，但對(duì)稱(chēng)型是一樣的。即對(duì)稱(chēng)型一樣的晶體，形態(tài)可以完全不同。這是因?yàn)榫媾c對(duì)稱(chēng)要素的關(guān)系不同。《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!斜方單錐{hkl}{111}斜方柱{hk0}{110}《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!二、

結(jié)晶單形與幾何單形 一個(gè)對(duì)稱(chēng)型最多能導(dǎo)出7種單形，對(duì)32種對(duì)稱(chēng)型逐一進(jìn)行推導(dǎo)，最終將導(dǎo)出結(jié)晶學(xué)上146種不同的單形，稱(chēng)為結(jié)晶單形。在這146種結(jié)晶單形中，還有許多幾何形狀是相同的，如下圖的5個(gè)立方體。如果將形狀相同的歸為一個(gè)單形，則146種結(jié)晶單形可以歸納為47種幾何單形。《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!橫截面形狀不同。對(duì)應(yīng)邊的特點(diǎn)不同。復(fù)三方柱和六方柱有何區(qū)別？復(fù)三方柱和六方柱橫截面形狀對(duì)比圖ABCDEF為六方柱的橫截面；A’BC’DE’F為復(fù)三方柱橫截面《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!但請(qǐng)注意:

左形與右形不僅針對(duì)幾何單形而言,也針對(duì)結(jié)晶單形的,有的單形在幾何形態(tài)上看不出左右形,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性可以有左右形之分.凡是屬于只有對(duì)稱(chēng)軸,無(wú)對(duì)稱(chēng)面和對(duì)稱(chēng)中心的對(duì)稱(chēng)型的晶體,不管幾何形態(tài)如何,其晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)都有左右形之分.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!四、聚形和聚形分析 兩個(gè)以上的單形聚合在一起，這些單形共同圈閉的空間外形形成聚形。《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!聚形分析程序找出所有對(duì)稱(chēng)要素,確定對(duì)稱(chēng)型,晶系和晶族;確定單形的數(shù)目,以及每種單形的晶面數(shù),與對(duì)稱(chēng)要素間關(guān)系等;確定單形《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!選晶軸的原則:1）與晶體的對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)相符合(既一般都以對(duì)稱(chēng)要素作晶軸，要么對(duì)稱(chēng)軸，要么對(duì)稱(chēng)面法線(xiàn));2）在遵循上述原則的基礎(chǔ)上盡量使晶軸夾角為90度.每個(gè)晶系的對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)不同,因此每個(gè)晶系的選擇晶軸的具體方法也不同.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!請(qǐng)注意:在晶體的宏觀形態(tài)上根據(jù)對(duì)稱(chēng)特點(diǎn)選出的三根晶軸,與晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空間格子的三個(gè)不共面的行列方向是一致的.

為什么?因?yàn)榭臻g格子中三個(gè)不共面的行列也是根據(jù)晶體的對(duì)稱(chēng)性,人為地畫(huà)出來(lái)的.而晶軸也是根據(jù)晶體的對(duì)稱(chēng)性,人為地選出來(lái)的.晶體的內(nèi)部對(duì)稱(chēng)與晶體的宏觀對(duì)稱(chēng)是一致的,所以晶軸與三個(gè)行列就是一致的.

《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!晶體外形不可能知道軸單位,但根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可以知道軸單位之間的比值關(guān)系,即：a:b:c

例如,等軸晶系的a:b:c=?

四方晶系的a:b:c=?

我們將a:b:c稱(chēng)為軸率,α,β,γ稱(chēng)軸角,軸率與軸角統(tǒng)稱(chēng)晶體常數(shù).《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!舉例:

某晶面在X,Y,Z軸上的截距為2a,3b,6c,那么截距系數(shù)為2,3,6,倒數(shù)為1/2,1/3,1/6,化簡(jiǎn)以后的倒數(shù)比為3:2:1,寫(xiě)做(321),這就是該晶面的米氏符號(hào).與軸平行的面，截距系數(shù)的倒數(shù)為0。通常用(hkl)表示.h,k,l叫晶面指數(shù).注意：三個(gè)晶軸上的軸單位不一定相等，所以，截距系數(shù)與截距不一定成正比。

《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!晶面符號(hào)ba(110)(210)(100)(010)(210)(210)(210)(110)(110)(110)(010)(100)-a-b《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!三、整數(shù)定律布拉維法則《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!整數(shù)定律:

晶面指數(shù)為簡(jiǎn)單整數(shù).為什么? 因?yàn)橹笖?shù)越簡(jiǎn)單的晶面對(duì)應(yīng)到內(nèi)部結(jié)構(gòu)是面網(wǎng)密度大的面網(wǎng),而面網(wǎng)密度大的面網(wǎng)容易形成晶面,所以實(shí)際晶體上的晶面就是晶面指數(shù)簡(jiǎn)單的晶面.《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!四、單形符號(hào)單形是由對(duì)稱(chēng)要素聯(lián)系起來(lái)的一組晶面的組合，同一單形各晶面和晶軸的相對(duì)位置是相同的，這就決定了每個(gè)晶面的晶面指數(shù)的絕對(duì)值之和都相同，只是晶面指數(shù)正負(fù)符號(hào)有所不同。先前、次右、后上原則選擇單形晶面作為單形的代表晶面表示單形，即單形符號(hào)。（{111}）《單形晶體定向等》課件共58頁(yè)，