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准晶体

准晶体和晶体的区别
准晶体和晶体的区别
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准晶体和晶体的区别

准晶体(quasicrystal)与晶体都是由原子或分子有序排列而形成的固体材料。但是,准晶体和晶体之间存在一些显著的区别:1.原子排列方式不同:准晶体的原子排列方式不同于晶体的排列方式,准晶体的原子排列方式呈现出长宽比不同的多边形结构,而晶体的原子排列方式呈现出周期性的规则结构。2.对称性不同:晶体具有平移对称性,其结构在三个正交方向上的周期性相同。而准晶体的对称性较低,其结构在某些方向上的周期性有所变化,例如五边形对称性。3.原胞形状不同:晶体的基本重复单元为原胞,通常为几何常见的形状,例如立方体、四面体等。而准晶体的原胞形状则较为复杂,通常为多面体或棱柱形。4.物理性质不同:由于准晶体的结构形态较为复杂,其物理性质也与晶体不同。例如,准晶体具有更好的热导率和低热膨胀系数,但相对脆性较大,难以制备成大单晶。总之,准晶体与晶体之间存在一定的差异,不同的结构形态也导致这两种材料具有不同的物理性质和应用范围。

什么是准晶体
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什么是准晶体

分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学
解析:

准晶体(quasicrystal)

准晶体是1928年发现的,具有凸多面体规则外形的,但不同于晶体的固态物质,它们具有晶体物质不具有的五重轴。如图给出的含钬-镁-锌三种金属的准晶体的正十二面体外型。已知的准晶体都是金属互化物。2000年以前发现的所有几百种准晶体中至少含有3种金属,如Al65Cu23Fe12,Al70Pd21Mn9等。但最近发现仅2种金属也可形成准晶体,如Cd57Yb10〔Nature,2000,408:537〕。有关准晶体的组成与结构的规律仍在研究之中。有关组成问题值得重视的事实如:组成为Al70Pd21Mn9的是准晶体而组成的Al60Pd25Mn15却是晶体。有关结构问题,人们普遍认为,准晶体存在偏离了晶体的三维周期性结构,因为单调的周期性结构不可能出现五重轴,但准晶体的结构仍有规律,不像非晶态物质那样的近距无序,仍是某种近距有序结构。尽管有关准晶体的组成与结构规律尚未完全阐明,它的发现在理论上已对经典晶体学产生很大冲击,以致国际晶体学联合会最近建议把晶体定义为衍射图谱呈现明确图案的固体(any solid having an essentially discrete diffraction diagram)来代替原先的微观空间呈现周期性结构的定义。在实际上,准晶体已被开发为有用的材料。例如,人们发现组成为铝-铜-铁-铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性,正被开发为炒菜锅的镀层;Al65Cu23Fe12十分耐磨,被开发为高温电弧喷嘴的镀层。