晶体学:基础语言

晶格度量:距离、角度、面间距与单位

用度量张量理解非正交晶格中的长度与角度,避免把指数直接当成笛卡尔分量。

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先记住这三点

  1. 六个晶格参数共同定义度量
  2. 非立方晶体的同指数晶向通常不垂直于晶面
  3. 单位和倒易基的 2π 约定必须声明
01

从基矢到度量

将基矢按列组成 A,度量张量 G = AᵀA。两个分数坐标向量 u、v 的点积为 uᵀGv,长度平方为 uᵀGu。只有采用正交且尺度一致的坐标时,才可以直接用普通三维分量公式。

晶格参数为 a、b、c 与夹角 α、β、γ。EBSD 取向矩阵的旋转作用应在正交物理坐标中进行;分数坐标变换不一定是欧氏旋转矩阵。

02

六方晶格的面间距

采用不含 2π 的倒易基,六方晶面 (h k i l) 满足 i = −h−k,1/d² = 4(h²+hk+k²)/(3a²) + l²/c²。d 与 a、c 使用相同长度单位。该式给几何间距,不保证该衍射峰允许出现。

教学取 a = 0.295 nm、c = 0.468 nm,则 d(0002)=0.234 nm,d(10−10)≈0.2555 nm。这是代表性近似参数的演算,实际合金参数随成分、温度与应力变化。

03

误差如何传递

参数拟合要同时考虑波长、零点、仪器几何和残余应变。不能把一个峰位偏移全部解释为溶质变化;EBSD 常规索引对微小晶格差异的灵敏度也有限。

把晶格常数、来源和温度写入相清单,再计算面间距或迹线。如果软件只输入了 a/c 比,应明确绝对尺度是否参与当前计算。

来源与延伸阅读

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