金刚石结构 金刚石的晶体结构

2018-07-28 - 金刚石

金刚石晶胞结构如上图所示,为立方晶系,α=0.356nm。金刚石的结构是面心立方格子,C原子分布于8个顶角和6个面心。在晶胞内部有4个C原子交叉地位于4条体对角线的1/4、3/4处,每个原子周围都有4个C原子,配位数为4,C原子之间形成共价键,一个C原子位于正四面体的中心,另外4个与之共价的C原子在正四面体的顶角上。

金刚石结构 金刚石的晶体结构
金刚石结构 金刚石的晶体结构

晶体是由其组成质点在空间按一定的周期规律性地排列而构成的。可将晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的节点平面。这样的节点平面称为晶面,晶面上的节点在空间构成一个二维点阵。同一取向的晶面,不仅相互平行、间距相等。而且节点的分布也相等。

金刚石结构 金刚石的晶体结构
金刚石结构 金刚石的晶体结构

结晶学中经常用(hkl)表示一组平行晶面,称为晶面指数。数字hkl是晶面在3个坐标轴(晶轴)上截距的倒数的互质数比。为了确定晶面指数,在空间点阵中引入坐标系,选取任一节点为坐标原点0,以晶胞的基本矢量为坐标轴X, Y, Z。

金刚石结构 金刚石的晶体结构
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设晶面在坐标轴上的截距分别为m、n、p,然后将它们的倒数依X、Y、Z轴顺序化为互质整数比,即1/m : 1/n:1/p=h:k:1之后,将hkl写人圆括号()内,即为这个晶面的晶面指数,每一个晶面指数为(100)、(110)、(011),如下图所示。

重要的晶面之间存在并不平行的两组以上的晶面,它们的原子排列状况是相同的,这些晶面构成一个晶面族。同一个晶面族中,不同的晶面指数的数字相同,只是数序和正、负号不同。

金刚石结构 金刚石的晶体结构

将晶面族指数用符号{hkl}表示,将{(hkl}中的土h、土k、士1改变符号和顺序,进行排列组合,就可构成这个品面族所包括的所有晶面的指数。如{111}晶面族包括(111), (111-)(11-1),(1-11),(11-1-)等8个不同的坐标方位的晶面,实际上,它们在晶体中是4个位向不同的平行晶面组,即4组独立晶面。

金刚石结构 金刚石的晶体结构

(100)晶面族包括(100)、(010)、(001)、(010)、(100) 6个不同坐标方位晶面。(110)晶面族包括12个坐标方位不同的晶面,即6组独立晶面。同一晶面放各平行晶面的面间砰相等。

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