金屬微納制造的分子動力學仿真（Molecular Dynamics Simulation，MDS）基礎是金屬晶體學，掌握金屬晶體學中的基本概念必不可少。

1.金屬晶體學中的基本概念羅列

(1)空間點陣及其描述，晶系和點陣類型；

(2)晶體取向的解析描述：晶面和晶向指數；

(3)晶體中原子堆垛的幾何學，堆垛次序，四面體和八面體間隙；

(4)晶體的對稱性，點群和空間群

本文介紹前兩點。

2.晶體和空間點陣

晶體的一個基本特征是其中的原子或原子集團都是有規律地排列的，這個規律就是周期性，即不管沿晶體的哪個方向看去，總是相隔一定距離就出現相同的原子或原子集團，這個距離叫做周期。顯然，沿不同方向有不同的周期。

晶體中原子和原子集團排列的周期規律可以用一些在空間中有規律分布的幾何點來表示，這些點的集合叫做空間點陣，每個幾何點叫做點陣的結點。注意：每個結點是一個原子或原子集團的幾何抽象，并不一定代表一個原子。設想用直線將各點連接起來，就形成了空間網絡，叫做晶格。

空間點陣可以看作是由最小的單元——平行六面體沿三維方向重復堆疊(或平移)而成的，如果這樣 的平行六面體體積最小或能反映點陣的對稱性，則這樣的平行六面體就叫做晶胞。不同的晶體區別在與晶胞的大小和形狀以及圍繞每個結點的原子種類。晶胞的大小取決于AB,AD和AE這三條棱的長度a.b和c，而形狀則取決于這些棱之間的夾角α，β和γ，我們吧a,b,c,α，β和γ著6個參量稱為點陣常數或晶格常數。按照晶胞的大小和形狀的特點，也就是按照6個點陣之間的關系和特點，可以將各種晶體歸為以下7種晶系(三斜，單斜，斜方，正方，立方，六方和菱方；準確的說，晶系是根據它的對稱性來劃分的)。其中晶系又可以組成14種點陣，在金屬晶體學種，我們主要研究立方種的三種（簡單立方，體心立方和面心立方）。

3.晶面指數和晶向指數

穿過晶體種某個或某幾個原子的平面稱為晶面，連接晶體中任意原子的直線方向稱為晶向。不同晶向和晶面具有不同的原子排列和不同的取向，因次，金屬材料的許多性質和行為(如：各種物理性質，力學行為，相變，X光和電子衍射特性等)和晶面晶向密切相關。表征晶向和晶面的方法有解析法，即用一組(3個或4個)數字表征晶面和晶向。這組數就稱為晶面指數和晶向指數，它們是材料工作者的共同語言。

(1)晶面指數(或稱密勒指數)確定步驟如下：

a.建立三組一晶軸a,b,c為坐標軸的右手坐標系(注意a,b和c不一定互相垂直)各軸上的坐標單位分別為晶胞邊長a,b和c

b.找出待標晶面在a,b和c軸上的截距x,y和z

c.取截距的倒數1/x,1/y,1/z

d.將這些倒數轉化為三個互質的證書h,k,l,使得h:k:l=1/x : 1/y : 1/z

e.將h,k和l置于小括號中，寫成(h,k,l)的形式，則(h,k,l)就是待標晶面的密勒指數。

(2)晶向指數確定步驟如下：

a.建立坐標系，如上述晶面的敘述，但令坐標原點在待標晶向上

b.找出該晶向上除原點以外的任一點坐標x,y和z

c.將x,y和z化為互質的整數u,w和v，要求u：w：v=x : y :? z三數置于中括號內，a'y就得到晶向指數[u v w]

d.將u,w和v三數置于中括號內，a'y就得到晶向指數[u v w]

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4.立方中重要晶向的快速標注

[100]——晶軸；

[110]——面對角線；

[111]——體對角線

[112]——定點到對面面心的對角線

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的金属晶体学之基本概念（一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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