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chemist229

金虫 (职业作家)

[求助] 请问六方晶系中与(101)面垂直的方向是什么方向?

如题,谢谢!
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wormma

木虫 (正式写手)

One for All, All for One

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
lijunjie84(金币+1, CMEI+1): 谢谢应助,辛苦 了! 2011-12-25 15:34:14
chemist229(金币+20): ★★★★★最佳答案 经过反复论证,你的方法是正确的。非常感谢!我把20个都给你了! 2011-12-26 18:27:09
在晶体学及电子衍射分析工作中,有时需要计算(hkl)面的法线指数[uvw],有时有需要计算相反的问题。1L的问题属于前者。
这个问题可以单纯从几何学的角度考虑,但是因为坐标系为alpha=beta=90, gamma=120, a=b!=c. 为非笛卡尔坐标系,计算时需要在不同坐标系间进行转换,容易出错。这里从正空间和倒易空间的角度,根据倒易矢量的性质,进行简单计算,给出结果。这样的方法具有普适性,希望对和电子衍射有关的虫虫们有点帮助。

倒易矢量H=ha*+kb*+lc* 一个非常重要的性质就是H垂直于正空间的晶面(hkl),即H就是(hkl)的法线方向。于是1L的问题就转化为:H在以矢量(a b c)为基矢的晶体学坐标系中的晶向指数[uvw]是什么。

1L的问题中,晶面指数为(101),于是对应的倒易矢量H=a*+c*。现在需要做的是把H在晶体学坐标系(abc)中分解到三个坐标轴a,b,c上,每个轴上的分量比即为H的晶向指数[uvw].

在六角坐标系中,a*垂直于bc平面,与a的夹角为30deg,c*垂直ab平面。经过简单的几何计算,可以得到
H=a*+c*=[1/(a*sin60)^2]*a+[(cos60)/(a*sin60)^2]*b+[1/c*2]*c.
其中[]外的abc为晶体学坐标系基矢,[]内的为其模量。
于是很容易得到H的晶向指数为[1/(a*sin60)^2, (cos60)/(a*sin60)^2, 1/c^2],
经过简化后为[2,1,(3a^2)/(2c^2)]。

这个结果可能有点复杂。我们看一个更简单的情况,立方晶系(111)面的法线,我们都知道是[111]。这里根据上面的方法简单证明一下。
对立方晶系,其倒易点阵的基矢a*,b*,c*分别与abc重合,且a*,b*,c*的模量相等。于是H=a*+b*+c*是倒易晶胞的体对角线,也是正空间晶胞的体对角线,即[111].
OneforAll,AllforOne
5楼2011-12-25 14:59:02
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wyq0316

银虫 (小有名气)

对于六方晶系来说,它的米勒指数面的标定比较特殊,一般需要四个数来标定!
你所说的(101),实际上更准确的表示方法是(10.1l)或者(10-11),即使所谓的(hkil)标定,i=-(h+k),所以你所说的与(101)垂直的面实际上就是六方晶格顶面和底面,可以标定位(11-21), (10.1)(或者101)实际上是侧面的那六个面。不知道你懂了没有。

六方晶格的顶视图:表示(110)的那些等价面!

9楼2012-02-17 17:30:22
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chemist229

金虫 (职业作家)

额,是金币悬赏得太少了?还是大家觉得太简单了不屑于回答?
2楼2011-12-24 23:10:26
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wwyygg0520

新虫 (文坛精英)

头大不怕雨淋

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
立体几何问题啊......
a=b,alfa=beta=90度,gama=120度。
算了半天,方向是(3/4, 1/2, 3aa/4cc).......
献丑了....
3楼2011-12-25 00:32:46
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wwyygg0520

新虫 (文坛精英)

头大不怕雨淋

3aa/4cc是3a平方/4c平方.....
4楼2011-12-25 00:33:33
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xdpcqu2010

铁虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
就是[101]方向!参考哈尔滨工业大学 崔忠圻的《金属学与热处理》p17页。
6楼2011-12-26 10:30:57
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wormma

木虫 (正式写手)

One for All, All for One

引用回帖:
6楼: Originally posted by xdpcqu2010 at 2011-12-26 10:30:57:
就是[101]方向!参考哈尔滨工业大学 崔忠圻的《金属学与热处理》p17页。

这和简单地画一下图看看,就知道对错了。
OneforAll,AllforOne
7楼2011-12-26 10:52:15
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wormma

木虫 (正式写手)

One for All, All for One

引用回帖:
6楼: Originally posted by xdpcqu2010 at 2011-12-26 10:30:57:
就是[101]方向!参考哈尔滨工业大学 崔忠圻的《金属学与热处理》p17页。

看了一下崔忠圻的《金属学与热处理》(版本未知,但是前言的落款日期为1988年8月)相关的部分P16底部到P18顶部有关部分:3.六方晶格的晶向指数和晶面指数。
其中只有P18最上3行谈到了六方晶格的晶向指数和晶面指数的关系。原文如下:

“在立方晶格中判断晶向垂直于晶面,或平行与晶面的关系式,在六方晶格中仍然适用。例如[0001]垂直(0001),(11-20)垂直(11-20),[11-20]晶向位于或平行(0001)晶面等。”

这里第一句话 “在立方晶格中判断晶向垂直于晶面,或平行与晶面的关系式,在六方晶格中仍然适用。” 明显是不可能的。其实只有在立方晶系中,才会存在晶面(hkl)的法线和晶向[hkl]一致的情况。
但是作者给出的几个例子又的确是正确的。原因在于这两例子中晶面或垂直于c,如(0001),或平行于c,如(11-20),不具有一般性。对于(11-2l),l不等于0的晶面,是不符合第一句的陈述的。这很容易用2L的方法验证。
OneforAll,AllforOne
8楼2011-12-26 15:07:39
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hflin20088

铁杆木虫 (小有名气)

使用三指数表示的话,六方晶系中与(101)面垂直的晶向为[4/a^2  2/3a^2  1/c^2],可能不会出来整数比。
10楼2012-12-17 10:35:01
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