晶体形态研究方法

㈠ 用光学显微镜如何判别晶体形态

根据矿物的光学性质，利用显微镜鉴定矿物的方法。绝大多数矿石是多种矿物紧密连生的混合物，在手标本上鉴别较困难，往往不可能全部识别清楚。因此，矿石中矿物的鉴定、矿物粒度测定、矿物解离度测定、矿石结构分析以及选矿产物的矿物学分析等工作常用显微镜来完成。

在选矿过程中大部分脉石矿物在可见光中透明，而大多数重要的金属矿物经常是不透明的。在鉴定和研究透明矿物工作中，应用最广泛且成熟而有效的方法就是根据透明矿物晶体光学原理，利用偏光显微镜进行研究。这种研究法是将矿石或岩石磨成0．03mm厚的薄片，在镜下观察可见光通过晶体时所发生的折射和干涉现象，测定矿物晶体的光性常数，如晶形、颜色、解理、突起、干涉色、双折射率、消光类型和消光角、延长符号、双晶、轴性、光性正负、光轴角等，并有成套完整的光性数据可供查阅，从而达到鉴定矿物，研究矿石的结构和构造等目的。

在鉴定和研究不透明金属矿物时，应用最多的是反光显微镜又称矿石显微镜或矿相显微镜，其类型较多，各有特点，新型显微镜不仅可偏、反两用，并附有许多供定量测定使用的附件。反光显微镜的主体结构和基本原理与偏光显微镜相同，但前者带有一个垂直照明器。

用反光显微镜鉴定矿物，要将矿石磨制成光片，置于镜下，光源通过照明器内的反射器，将光线向下反射到矿石光片表面上，再从光片表面向上反射到目镜，即可观察和鉴定不透明矿物的光学性质。如观察晶体的形态和结晶习性、解理和裂理、双晶、环带构造、连晶、粉末颜色、硬度、塑性、颜色及多色散、反射率、双反射效应、均质性和非均质性、偏光色、内反射、旋转性质以及对标准浸蚀试剂的反应和各种元素的显微化学试验等。

㈡ 为什么晶体结构和结晶形态的研究方法不同

温度蒸发速度不同决定的

㈢ 晶体坐标系的选择

1.晶体定向与晶体的坐标系统

晶体定向（crystal orientating）就是在晶体中选定一个与晶体对称特征相符合的坐标系统，使晶体中各种几何要素得到相应的空间取向。与数学上的坐标系相似，晶体的坐标系也包括两个最基本的要素，即轴单位和轴角。晶体定向的本质就是要选择晶轴并确定各个晶轴上的轴单位。

晶轴（crystallographic axis）即晶体的坐标轴，与晶体中一定的行列相适应，一般有3个，分别记作X、Y和Z轴或a、b和c轴。各结晶轴的交点位于晶体中心。晶轴的安置是以上下直立方向为Z轴，正端朝上；前后方向为X轴，正端在前；左右方向为Y轴，右端为正（图5-1）。这种由3个晶轴构成的坐标系称三轴坐标系。

习惯上，人们还为三方和六方晶系的晶体设置了另一套坐标系统，即在水平方向上安置了正端交角互为120°的3个晶轴，分别称为X，Y和U轴或a，b和u轴，X轴的正端朝左前方，Y轴正端朝正右方，U轴正端朝左后方，直立轴仍为Z轴或c轴，正端朝上，构成四轴坐标系（图5-2）。

晶轴选定后，各晶轴间的空间关系就确定了。我们把晶轴正端之间的交角称为轴角（inter-axial angle），分别以a代表b轴∧c轴、β代表a轴∧c轴、γ代表a轴∧b轴（图5-1，图5-2）。

事实上，晶轴选定后，每个晶轴上用于计量长度的轴单位也就确定了。因为，轴单位（axial unit distance）就是每个晶轴上所对应行列的结点间距。设X，Y和Z轴对应行列的结点间距为a₀，b₀，c₀，则X，Y和Z轴的轴单位就是a₀，b₀，c₀。

在晶体形态研究中，由于有关的讨论只涉及晶面、晶棱等的方向而不涉及它们的具体位置和大小，因此实际上无需知道3个结晶轴单位的绝对长度，只需根据晶体的对称特点定出3个轴单位之间的比值就可以了。在此，我们把X，Y和Z三个结晶轴的轴单位连比记作a：b：c，称为轴率（axial ratios）。轴率通常写成以b为1的连比式A：1：C，在此A=a/b，C=c/b。例如重晶石晶体的轴率写为a：b：c=1.6290：1：1.3132。

图5-1 三轴坐标系的晶轴与轴角

图5-2 四轴坐标系的晶轴与轴角

2.各晶系晶体定向的选轴原则

选择晶轴时应遵循以下原则：

1）应符合晶体所固有的对称性。为此，晶轴应与对称轴或对称面的法线重合；若无对称轴和对称面，晶轴可平行晶棱选取。

2）在上述前提下，应尽可能使各晶轴相互垂直或近于垂直，并使轴单位趋于相等（在晶体宏观形态上是使轴率趋于1），即尽可能使之趋于a=b=c；a=β=γ=90°。

由于对称上的特殊性，六方和三方晶系晶体采用四轴定向，其他晶系都采用三轴定向。各晶系中各个对称型的晶体定向方法见表5-1。

选定晶体的坐标系统并对晶体进行定向后，我们就掌握了描述晶体对称型国际符号方向性的合适工具。各晶系对称型国际符号不同序位所代表的结晶学方向如表5-2。

表5-1 各晶系晶体定向表

续表

表5-2 各晶系对称型的国际符号中序位所代表的晶体方向

㈣ 怎样辨别一个物体是晶体还是非晶体

利用X射线衍射法可以辨别辨别一个物体是晶体还是非晶体。X射线衍射法，是指使用X射线探测某些分子或晶体结构的科研方法。该方法是由马克斯·冯·劳厄于1912年发明的，他因而获得诺贝尔物理学奖。

辨别原理：X光的本质是一种电磁波，而电磁波能够发生衍射，即绕开障碍物传播，X光的波长与大多数分子或者晶胞大小相差不多，能够在分子或晶体的微观结构中发生衍射，同时也会被分子或者晶胞吸收一部分，可以类似于穿透式电子显微镜那样，通过接收经过分子之后的X光，而得到清晰的图谱。

晶体则是由大量微观物质单位（原子、离子、分子等）按一定规则有序排列的结构，可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。

(4)晶体形态研究方法扩展阅读：

晶体的特征：

1、长程有序：晶体内部原子在至少在微米级范围内的规则排列。

2、均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。

3、各向异性：晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。

4、对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。

参考资料来源：网络-晶体

参考资料来源：网络-X射线衍射法

㈤ 方铅矿晶体形态怎样研究

等轴晶系，a0=0.594nm；Z=4。NaCl型结构。面心立方格子。化学键为离子键与金属键的过渡类型。 六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)；晶体常呈立方体、八面体状。主要单形：立方体a，菱形十二面体d，八面体o，三角三八面体p及其聚形。含Ag高时晶面往往弯曲。常依(111)呈接触双晶，依(441)呈聚片双晶。集合体呈粒状或致密块状。

㈥ 矿物学的研究方法

野外研究方法包括矿物的野外地质产状调查和矿物样品的采集。室内研究方法很多。手标本的肉眼观察，包括双目显微镜下观察和简易化学试验，是矿物研究必要的基础。偏光和反光显微镜观察包括矿物基本光学参数的测定广泛用于矿物种的鉴定。矿物晶体形态的研究方法包括用反射测角仪进行晶体测量和用干涉显微镜、扫描电子显微镜对晶体表面微形貌的观察。检测矿物化学成分的方法有光谱分析，常规的化学分析，原子吸收光谱、激光光谱、X射线荧光光谱和极谱分析，电子探针分析，中子活化分析等。在物相分析和矿物晶体结构研究中，最常用的方法是粉晶和单晶的X射线分析，用作物相鉴定，测定晶胞参数、空间群和晶体结构。
此外，还有红外光谱用作结构分析的辅助方法，测定原子基团；以穆斯堡尔谱测定铁等的价态和配位；用可见光吸收谱作矿物颜色和内部电子构型的定量研究；以核磁共振测定分子结构；以顺磁共振测定晶体结构缺陷(如色心);以热分析法研究矿物的脱水、分解、相变等。透射电子显微镜的高分辨性能可用来直接观察超微结构和晶格缺陷等，在矿物学研究中日益得到重视。为了解决某方面专门问题，还有一些专门的研究方法，如包裹体研究法，同位素研究法等。矿物作为材料，还根据需要作某方面的物理化学性能的试验（见地质仪器）。
矿物是结晶物质，具有晶体的各种基本属性。因此，结晶学与化学、物理学一起，都是矿物学的基础。历史上，结晶学就曾是矿物学的一个组成部分。矿物本身是天然产出的单质或化合物，同时又是组成岩石和矿石的基本单元，因此矿物学是岩石学、矿床学的基础，并与地球化学、宇宙化学都密切相关。

㈦ 简单论述测定材料晶体结构及晶体取向的方法主要有哪些

( 1) 镍基单晶高温合金晶体取向具有显着的各向异性。不同取向单晶的高温拉伸性能、抗蠕变、低周疲劳等性能均有明显不同， 001 > 取向单晶具有较高的综合力学性能。

( 2) 晶体取向与镍基单晶高温合金凝固组织密切相关。不同取向的枝晶生长规律不同，造成各异的枝晶组织形态和枝晶间距，溶质元素在不同取向的偏析程度不同。

( 3) 螺旋选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向，以便获得取向良好的 001 > 取向的晶粒。螺旋段的主要作用是确保一个晶粒进入铸件，其几何参数对最终单晶取向没有明显影响。螺旋选晶器引晶段顶端最后保留的晶粒取向将直接决定最终单晶铸件的晶体取向。

(4) 籽晶法制备单晶过程中，在枝晶界面条件下晶体的取向和生长状态，主要由籽晶的取向决定。在胞晶界面状态下，胞晶的生长方向仍由热流方向决定。籽晶法能获得取向度较高的单晶。

(5) 较高的温度梯度和合适的拉晶速率，保持平整的凝固界面，有助于获得取向偏离较小的单晶。

(7)晶体形态研究方法扩展阅读

对晶体取向的研究，应注意以下几个方面:

(1) 进一步研究晶体取向与凝固组织的关系，弄清楚晶体界面演化过程中晶体取向的转变特点。

(2) 研究工艺参数对单晶高温合金晶体生长取向的影响。进一步探索螺旋选晶器结构参数优化对晶体取向控制的作用规律。

在较大范围内改变凝固界面前沿的温度梯度，系统研究温度梯度对晶体取向控制的作用。探索变截面造成的温度场和溶质场变化等因素对晶体取向的作用，建立相关模型，采用计算机模拟与实验对比实现精确控制取向的目的。

(3) 研究晶体取向在晶粒生长中的作用。单晶制备中不可避免产生小角度晶界、杂晶等，研究晶体取向在螺旋选晶和晶粒淘汰中的作用机制，对控制凝固缺陷形成具有重要意义。

㈧ 区别晶体和非晶体的方法

1、外形：晶体都具有规则的几何形状，而非晶体没有一定的几何外形；
2、各向异性：晶体的各种物理性质，在各个方向上都是不同的，即各向异性；非晶体则显各向同性；
3、熔点：晶体必须到达熔点时才能熔解，而非晶体在熔解的过程中，没有明确的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后逐渐由稠变稀；
4、对X射线的衍射：晶体可对X射线发生，非晶体不可对X射线发生衍射，当单一波长的X-射线通过晶体时，会在记录仪上看到分立的斑点或明锐谱线。而在同一条件下摄取的非晶体图谱中却看不到分立的斑点或明锐谱线。
晶体是由大量微观物质单位（原子、离子、分子等）按一定规则有序排列的结构，因此可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。
非晶体又称无定形体内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。