晶體形態研究方法

㈠ 用光學顯微鏡如何判別晶體形態

根據礦物的光學性質，利用顯微鏡鑒定礦物的方法。絕大多數礦石是多種礦物緊密連生的混合物，在手標本上鑒別較困難，往往不可能全部識別清楚。因此，礦石中礦物的鑒定、礦物粒度測定、礦物解離度測定、礦石結構分析以及選礦產物的礦物學分析等工作常用顯微鏡來完成。

在選礦過程中大部分脈石礦物在可見光中透明，而大多數重要的金屬礦物經常是不透明的。在鑒定和研究透明礦物工作中，應用最廣泛且成熟而有效的方法就是根據透明礦物晶體光學原理，利用偏光顯微鏡進行研究。這種研究法是將礦石或岩石磨成0．03mm厚的薄片，在鏡下觀察可見光通過晶體時所發生的折射和干涉現象，測定礦物晶體的光性常數，如晶形、顏色、解理、突起、干涉色、雙折射率、消光類型和消光角、延長符號、雙晶、軸性、光性正負、光軸角等，並有成套完整的光性數據可供查閱，從而達到鑒定礦物，研究礦石的結構和構造等目的。

在鑒定和研究不透明金屬礦物時，應用最多的是反光顯微鏡又稱礦石顯微鏡或礦相顯微鏡，其類型較多，各有特點，新型顯微鏡不僅可偏、反兩用，並附有許多供定量測定使用的附件。反光顯微鏡的主體結構和基本原理與偏光顯微鏡相同，但前者帶有一個垂直照明器。

用反光顯微鏡鑒定礦物，要將礦石磨製成光片，置於鏡下，光源通過照明器內的反射器，將光線向下反射到礦石光片表面上，再從光片表面向上反射到目鏡，即可觀察和鑒定不透明礦物的光學性質。如觀察晶體的形態和結晶習性、解理和裂理、雙晶、環帶構造、連晶、粉末顏色、硬度、塑性、顏色及多色散、反射率、雙反射效應、均質性和非均質性、偏光色、內反射、旋轉性質以及對標准浸蝕試劑的反應和各種元素的顯微化學試驗等。

㈡ 為什麼晶體結構和結晶形態的研究方法不同

溫度蒸發速度不同決定的

㈢ 晶體坐標系的選擇

1.晶體定向與晶體的坐標系統

晶體定向（crystal orientating）就是在晶體中選定一個與晶體對稱特徵相符合的坐標系統，使晶體中各種幾何要素得到相應的空間取向。與數學上的坐標系相似，晶體的坐標系也包括兩個最基本的要素，即軸單位和軸角。晶體定向的本質就是要選擇晶軸並確定各個晶軸上的軸單位。

晶軸（crystallographic axis）即晶體的坐標軸，與晶體中一定的行列相適應，一般有3個，分別記作X、Y和Z軸或a、b和c軸。各結晶軸的交點位於晶體中心。晶軸的安置是以上下直立方向為Z軸，正端朝上；前後方向為X軸，正端在前；左右方向為Y軸，右端為正（圖5-1）。這種由3個晶軸構成的坐標系稱三軸坐標系。

習慣上，人們還為三方和六方晶系的晶體設置了另一套坐標系統，即在水平方向上安置了正端交角互為120°的3個晶軸，分別稱為X，Y和U軸或a，b和u軸，X軸的正端朝左前方，Y軸正端朝正右方，U軸正端朝左後方，直立軸仍為Z軸或c軸，正端朝上，構成四軸坐標系（圖5-2）。

晶軸選定後，各晶軸間的空間關系就確定了。我們把晶軸正端之間的交角稱為軸角（inter-axial angle），分別以a代表b軸∧c軸、β代表a軸∧c軸、γ代表a軸∧b軸（圖5-1，圖5-2）。

事實上，晶軸選定後，每個晶軸上用於計量長度的軸單位也就確定了。因為，軸單位（axial unit distance）就是每個晶軸上所對應行列的結點間距。設X，Y和Z軸對應行列的結點間距為a₀，b₀，c₀，則X，Y和Z軸的軸單位就是a₀，b₀，c₀。

在晶體形態研究中，由於有關的討論只涉及晶面、晶棱等的方向而不涉及它們的具體位置和大小，因此實際上無需知道3個結晶軸單位的絕對長度，只需根據晶體的對稱特點定出3個軸單位之間的比值就可以了。在此，我們把X，Y和Z三個結晶軸的軸單位連比記作a：b：c，稱為軸率（axial ratios）。軸率通常寫成以b為1的連比式A：1：C，在此A=a/b，C=c/b。例如重晶石晶體的軸率寫為a：b：c=1.6290：1：1.3132。

圖5-1 三軸坐標系的晶軸與軸角

圖5-2 四軸坐標系的晶軸與軸角

2.各晶系晶體定向的選軸原則

選擇晶軸時應遵循以下原則：

1）應符合晶體所固有的對稱性。為此，晶軸應與對稱軸或對稱面的法線重合；若無對稱軸和對稱面，晶軸可平行晶棱選取。

2）在上述前提下，應盡可能使各晶軸相互垂直或近於垂直，並使軸單位趨於相等（在晶體宏觀形態上是使軸率趨於1），即盡可能使之趨於a=b=c；a=β=γ=90°。

由於對稱上的特殊性，六方和三方晶系晶體採用四軸定向，其他晶系都採用三軸定向。各晶系中各個對稱型的晶體定向方法見表5-1。

選定晶體的坐標系統並對晶體進行定向後，我們就掌握了描述晶體對稱型國際符號方向性的合適工具。各晶系對稱型國際符號不同序位所代表的結晶學方向如表5-2。

表5-1 各晶系晶體定向表

續表

表5-2 各晶系對稱型的國際符號中序位所代表的晶體方向

㈣ 怎樣辨別一個物體是晶體還是非晶體

利用X射線衍射法可以辨別辨別一個物體是晶體還是非晶體。X射線衍射法，是指使用X射線探測某些分子或晶體結構的科研方法。該方法是由馬克斯·馮·勞厄於1912年發明的，他因而獲得諾貝爾物理學獎。

辨別原理：X光的本質是一種電磁波，而電磁波能夠發生衍射，即繞開障礙物傳播，X光的波長與大多數分子或者晶胞大小相差不多，能夠在分子或晶體的微觀結構中發生衍射，同時也會被分子或者晶胞吸收一部分，可以類似於穿透式電子顯微鏡那樣，通過接收經過分子之後的X光，而得到清晰的圖譜。

晶體則是由大量微觀物質單位（原子、離子、分子等）按一定規則有序排列的結構，可以從結構單位的大小來研究判斷排列規則和晶體形態。

(4)晶體形態研究方法擴展閱讀：

晶體的特徵：

1、長程有序：晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規則排列。

2、均勻性：晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的。

3、各向異性：晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。

4、對稱性：晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。

參考資料來源：網路-晶體

參考資料來源：網路-X射線衍射法

㈤ 方鉛礦晶體形態怎樣研究

等軸晶系，a0=0.594nm；Z=4。NaCl型結構。面心立方格子。化學鍵為離子鍵與金屬鍵的過渡類型。 六八面體晶類，Oh-m3m(3L44L36L29PC)；晶體常呈立方體、八面體狀。主要單形：立方體a，菱形十二面體d，八面體o，三角三八面體p及其聚形。含Ag高時晶面往往彎曲。常依(111)呈接觸雙晶，依(441)呈聚片雙晶。集合體呈粒狀或緻密塊狀。

㈥ 礦物學的研究方法

野外研究方法包括礦物的野外地質產狀調查和礦物樣品的採集。室內研究方法很多。手標本的肉眼觀察，包括雙目顯微鏡下觀察和簡易化學試驗，是礦物研究必要的基礎。偏光和反光顯微鏡觀察包括礦物基本光學參數的測定廣泛用於礦物種的鑒定。礦物晶體形態的研究方法包括用反射測角儀進行晶體測量和用干涉顯微鏡、掃描電子顯微鏡對晶體表面微形貌的觀察。檢測礦物化學成分的方法有光譜分析，常規的化學分析，原子吸收光譜、激光光譜、X射線熒光光譜和極譜分析，電子探針分析，中子活化分析等。在物相分析和礦物晶體結構研究中，最常用的方法是粉晶和單晶的X射線分析，用作物相鑒定，測定晶胞參數、空間群和晶體結構。
此外，還有紅外光譜用作結構分析的輔助方法，測定原子基團；以穆斯堡爾譜測定鐵等的價態和配位；用可見光吸收譜作礦物顏色和內部電子構型的定量研究；以核磁共振測定分子結構；以順磁共振測定晶體結構缺陷(如色心);以熱分析法研究礦物的脫水、分解、相變等。透射電子顯微鏡的高分辨性能可用來直接觀察超微結構和晶格缺陷等，在礦物學研究中日益得到重視。為了解決某方面專門問題，還有一些專門的研究方法，如包裹體研究法，同位素研究法等。礦物作為材料，還根據需要作某方面的物理化學性能的試驗（見地質儀器）。
礦物是結晶物質，具有晶體的各種基本屬性。因此，結晶學與化學、物理學一起，都是礦物學的基礎。歷史上，結晶學就曾是礦物學的一個組成部分。礦物本身是天然產出的單質或化合物，同時又是組成岩石和礦石的基本單元，因此礦物學是岩石學、礦床學的基礎，並與地球化學、宇宙化學都密切相關。

㈦ 簡單論述測定材料晶體結構及晶體取向的方法主要有哪些

( 1) 鎳基單晶高溫合金晶體取向具有顯著的各向異性。不同取向單晶的高溫拉伸性能、抗蠕變、低周疲勞等性能均有明顯不同， 001 > 取向單晶具有較高的綜合力學性能。

( 2) 晶體取向與鎳基單晶高溫合金凝固組織密切相關。不同取向的枝晶生長規律不同，造成各異的枝晶組織形態和枝晶間距，溶質元素在不同取向的偏析程度不同。

( 3) 螺旋選晶器引晶段的主要作用是優化晶粒取向，以便獲得取向良好的 001 > 取向的晶粒。螺旋段的主要作用是確保一個晶粒進入鑄件，其幾何參數對最終單晶取向沒有明顯影響。螺旋選晶器引晶段頂端最後保留的晶粒取向將直接決定最終單晶鑄件的晶體取向。

(4) 籽晶法制備單晶過程中，在枝晶界面條件下晶體的取向和生長狀態，主要由籽晶的取向決定。在胞晶界面狀態下，胞晶的生長方向仍由熱流方向決定。籽晶法能獲得取向度較高的單晶。

(5) 較高的溫度梯度和合適的拉晶速率，保持平整的凝固界面，有助於獲得取向偏離較小的單晶。

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對晶體取向的研究，應注意以下幾個方面:

(1) 進一步研究晶體取向與凝固組織的關系，弄清楚晶體界面演化過程中晶體取向的轉變特點。

(2) 研究工藝參數對單晶高溫合金晶體生長取向的影響。進一步探索螺旋選晶器結構參數優化對晶體取向控制的作用規律。

在較大范圍內改變凝固界面前沿的溫度梯度，系統研究溫度梯度對晶體取向控制的作用。探索變截面造成的溫度場和溶質場變化等因素對晶體取向的作用，建立相關模型，採用計算機模擬與實驗對比實現精確控製取向的目的。

(3) 研究晶體取向在晶粒生長中的作用。單晶制備中不可避免產生小角度晶界、雜晶等，研究晶體取向在螺旋選晶和晶粒淘汰中的作用機制，對控制凝固缺陷形成具有重要意義。

㈧ 區別晶體和非晶體的方法

1、外形：晶體都具有規則的幾何形狀，而非晶體沒有一定的幾何外形；
2、各向異性：晶體的各種物理性質，在各個方向上都是不同的，即各向異性；非晶體則顯各向同性；
3、熔點：晶體必須到達熔點時才能熔解，而非晶體在熔解的過程中，沒有明確的熔點，隨著溫度升高，物質首先變軟，然後逐漸由稠變稀；
4、對X射線的衍射：晶體可對X射線發生，非晶體不可對X射線發生衍射，當單一波長的X-射線通過晶體時，會在記錄儀上看到分立的斑點或明銳譜線。而在同一條件下攝取的非晶體圖譜中卻看不到分立的斑點或明銳譜線。
晶體是由大量微觀物質單位（原子、離子、分子等）按一定規則有序排列的結構，因此可以從結構單位的大小來研究判斷排列規則和晶體形態。
非晶體又稱無定形體內部原子或分子的排列呈現雜亂無章的分布狀態的固體稱為非晶體。