第1页，共24页，星期日，2025年，2月5日一、从天然晶体到人工晶体晶体：构成物质的原子、分子在空间作长程有序的排列，形成具有一定的点阵结构的固体。所谓长程有序就是由一些相同的质点（基元）在空间有规则地作周期性的无限分布。即至少在微米级的范围内是有序的排列。这些质点代表原子、离子、分子或基团。第2页，共24页，星期日，2025年，2月5日晶体分成天然晶体和人工晶体第3页，共24页，星期日，2025年，2月5日古代制盐术国外最早由文字记载的人工合成晶体工作是1540年，勃林古西欧首先详细记录了硝石的滤取及其重结晶提纯的过程。中国的晶体生长工作可追溯到一千多年以前，宋代程大昌所著《演繁露》记载道：“盐已成卤水，暴烈日，即成方印，洁白可爱，初小渐大，或数千印累累相连。”这就是用蒸发法从过饱和溶液中中生长食盐晶体的方法。第4页，共24页，星期日，2025年，2月5日1.晶体应用和人工晶体的发展当物质以晶体状态存在时，将表现出其它物质状态所没有的优异的物理性能，因而是人类研究固态物质的结构和性能的重要基础。第5页，共24页，星期日，2025年，2月5日由于能够实现电、磁、光、声和力的相互作用和转换，晶体还是电子器件、半导体器件、固体激光器件及各种光学仪器等工业的重要材料。被广泛地应用于通信、宇航、医学、地质学、气象学、建筑学、军事技术等领域。第6页，共24页，星期日，2025年，2月5日2.人工晶体的分类第7页，共24页，星期日，2025年，2月5日第8页，共24页，星期日，2025年，2月5日二、晶体形成的科学第9页，共24页，星期日，2025年，2月5日1.相变过程1.从熔体中结晶当温度低于熔点时，晶体开始析出，也就是说，只有当熔体过冷却时晶体才能发生。如水在温度低于零摄氏度时结晶成冰；金属熔体冷却到熔点以下结晶成金属。由液相转变为固相第10页，共24页，星期日，2025年，2月5日从溶液中结晶当溶液达到过饱和时，才能析出晶体。主要有以下几种方式：温度降低，由于一般溶质的溶解度随温度的降低而降低，逐渐析出，也叫冷却过饱和溶液法。溶剂蒸发，也叫自然挥发法。是指饱和或不饱和溶液中，随着溶剂的挥发，溶质逐渐析出。通过化学反应，生成难溶物质。第11页，共24页，星期日，2025年，2月5日由气相转变为固相从气相直接转变为固相的条件是要有足够低的蒸汽压。在火山口附近常由火山喷气直接生成硫、碘或氯化钠的晶体。雪花就是由于水蒸气冷却直接结晶而成的晶体。第12页，共24页，星期日，2025年，2月5日由固相再结晶为固相①同质多相转变：所谓同质多相转变是指某种晶体，在热力学条件改变时转变为另一种在新条件下稳定的晶体。它们在转变前后的成分相同，但晶体结构不同。②由固态非晶质结晶：火山喷发出的熔岩流迅速冷却，固结为非晶质的火山玻璃。这种火山玻璃经过千百年以上的长时间以后，可逐渐转变为结晶质。第13页，共24页，星期日，2025年，2月5日2.晶核的形成(晶体的发生)②晶体的成长。晶核(亦称晶芽):是晶体生长最原始的胚胎(生长点),是极微小的微晶粒，是晶体成长的中心。外来晶核，非自成的。例如人工合成水晶，就是在溶液中放入一个石英晶粒(籽晶)作为晶核。当过冷却或过饱和度很高时,产生的晶核数目多;反之则少.晶体形成全过程包括两个阶段形成晶核的条件自发晶核(质点聚合)①溶液过饱和②熔体过冷却①形成晶核。第14页，共24页，星期日，2025年，2月5日3.晶体的成长实际上是晶核形成后，质点按格子构造规律在晶核上不断地堆积过程。晶体生长的两种主要理论：1.层生长理论:要讨论的关键问题是:在一个面尚未生长完全前,在这一界面上找出最佳生长位置。晶体理想生长过程中质点堆积顺序的图解123位置1-三面凹角;位置2-两面凹角;位置3-一般位置第15页，共24页，星期日，2025年，2月5日图表示质点往晶芽上堆积时，在其表面只有三种可能的堆积位置1、2和3,分