金相顯微鏡下的晶體結構

日常生活中所用的食鹽(NaCl)是晶體，近代工業(yè)上發(fā)展的單晶硅、發(fā)射激光的紅寶石也是晶體。自然界中除了少數物質，如普通玻璃、塑料、賽璐珞等以外，絕大多數固體狀態(tài)的無機物都是晶體。晶體有下列特點；組成晶體的基本質點(原子、離子或分子)在三維空間排列有一定規(guī)律，因而晶體一般都有規(guī)則的外形；具有一定的熔點；各向異性等。近代金相顯微鏡研究方法(如X射線晶體分析等)表明，所有金屬在固態(tài)下都是晶體。

實際晶體中的各類質點(如離子、電子)雖然都在不停的運動著，而通常在討論晶體的結構時，為了簡化對問題的分析，都是從“靜態(tài)”的概念出發(fā)，且常把構成晶體的原子看成是一個個固定的小球，而不再把它們細分為離子或電子。這樣就可以認為晶體是由一個個原子的小球，按一定幾何形狀排列起來的。而且，可用晶體及晶格結構示意圖（見圖1)表示。

由圖1-a可見，晶體中各原子部是緊密地堆積在一起的。但在研究晶體結構時，為了便于分析，常用一些設想的幾何線條，將各原子的中心連接起來，并將每個原子抽象為一個幾何質點，這樣即得出一個抽象了的幾何空間格架,稱為晶格(見圖1-b)。

晶格中各方位的原子層，叫做晶面。而晶面則又是由一行行的原子列所組成的。晶格中各原子列的位向叫晶向。在分析晶體時，為了簡化起見,只需在晶格中取出一個能代表晶格的Zui小單元，即晶胞(見圖1-c)。通過對晶胞的研究，可找出該晶體中原子的排列規(guī)律。

為金相顯微鏡研究晶體結構的需要，在結晶學中還規(guī)定用晶格常數來表示晶胞的幾何尺寸。常用符號a、b及c表示,其尺寸單位為埃(?＝l×10-8厘米) 。三個晶軸間的夾角，以符號α、β、γ表示，其單位是度。

在晶體結構研究中，對于對稱性較高的晶體只需要一、兩個晶格常數即可表明；而對那些對稱性低的復雜晶體，則需要較多的常數。如圖l-c所示的立方晶格，其晶胞三個棱邊相等(即a=b=c)。三個軸間夾角也相等,且均為直角；因此，只需要一個常數α，就足以表示其晶體結構的特征。