100?(HCP);另一种是以氮原子为基的六方超点阵(HS)。利用书中给出的转换矩阵计算B=?1??晶带轴所对应的HS晶带轴以及HCP(110)晶面所对应的HS晶面。
100?转换成3指数表示,即B=[110] 解:把B=?1??由书中公式(4-40)可知,B=?1100?晶带轴所对应的HS晶带轴为
???1?3?1???3?0??1?0?3?1??0??2???1?0??1 ,即[110]晶带轴,四指数为:[1100] 3?????01???0????0????由公式(4-39)可知,HCP(110)晶面所对应的HS晶面为:
?210??1??3??1???110??1???0???0????????? ,即(100)晶面,四指数为:(1010) ??001????0????0????0??3. 计算面心立方点阵和菱形点阵之间的晶面和晶向之间的转换矩阵。
解:设面心立方点阵的三个基矢分别为a、 b、c,由面心立方点阵中取出的菱形点阵的三个基矢分别为A、 B、 C,如图所示,则有
A=
11a+b 2211B=b+c
2211C=a+c
22所以面心立方点阵与取出的菱形点阵的晶面转换矩阵为
11
?1?2?B??0??1??2晶向转换矩阵为
12120?0?1?? 2?1?2???11?1?? A?[BT]?1???111????1?11??
4. 计算面心立方点阵和六方点阵之间的晶面和晶向之间的转换矩阵,并求出六方点阵(102)H所对应的面心立方斑点指数。
解:可以分两步进行,首先由六方点阵转换成菱形点阵,再由菱形点阵转换为面心立方点阵 (1) 六方转换成菱形
由书中公式(4-43)可知,六方点阵和菱形点阵之间的晶面转换矩阵为
Sh?r?211?1? ??111?3???121??01??1??故其晶向转换矩阵为:[ST]-1=?111。 ????0?11??(2) 菱形转换成面心立方
?1?11???
1?1由上题可知其晶面转换矩阵为:B-1=1???1???11?晶向转换矩阵为
?1?2?1A?1???2??0??012121?2??0? ?1??2??因此,六方点阵转换为面心立方点阵,晶面转换矩阵为
?23?1?11??211????1?1?111?=?21?1???3??3????121?111??4??????323432?3?1?3?1?? 3?1?3?? 12
晶向转换矩阵为
?1?2?1??2?0??另一种方法:
012121?2??0??1?2???1?101??2??111?=?0??????0?11???1???2?1?12??11? 2?01???
由上图,比较立方系坐标基矢a1、a2、a3对应六方系三指数坐标基矢A1、A2、A3,根据晶体学的方向关系,有
A1=- a1/2+ a2/2; A2=- a2/2+ a3/2; A3= a1+a2+a3
由此可得立方晶系变换为六方晶系得晶面转换矩阵为
?1??2??0??1???1??2?B=?0??1??121?21121?21?0?1?? 2?1???232?343?1?3?1?? 3?1?3??因此六方晶系变换为立方晶系的晶面转换矩阵为上述矩阵的逆阵
?4?0???3?21??=?2??31??2????3?1六方晶系变换为立方晶系的晶面转换矩阵为
13
?1??2?1T-1
A=[B]=??2?0???2?3?2??3??4??3?4??3?2??3?2??323432?3?232?343?1?3?1??3?1?3??1?3?1??3?1?3???1?1??1? 2?11??2?0利用第一种方法可以求得六方点阵(102)H所对应的面心立方斑点指数为
?1??0??????0?=?0? , 即对应面心立方的(002)斑点 ?2??????2?利用第二种方法可以求得六方点阵(102)H所对应的面心立方斑点指数为
?1??2??????0?=?0? ,即对应面心立方的(200)斑点 ?2??????0?两种方法计算得到的斑点指数排列顺序不同,是由于两种方法中所设定的原点不同引起的。
10晶面旋转70.53o的重位点阵单胞,由此求出重位点阵参数Σ的值。 5.画出面心立方双晶1解:如下图所示,单胞中某一晶体的阵点数为4+ 4×(1/4) +2×(1/2)= 6, 而CSL的重合阵点数为4× (1/4 )+ 2×(1/2)= 2。故Σ =6/2=3。
??
6.根据书中公式(4-45)编写相应的程序,计算立方晶体重位点阵特征参数Σ=27,旋转轴分别为[210]时的旋转角?和CSL矩阵。
解:根据书中公式(4-45)编写相应的Matlab程序如下: u1=1/sqrt(3);u2=1/sqrt(3);u3=1/sqrt(3);t=0.01*pi/180;
for theta=15*pi/180:t:pi
14
c=?;
m=cos(theta); n=sin(theta);
A=[u1*u1*(1-m)+m,u1*u2*(1-m)+u3*n,u1*u3*(1-m)-u2*n;u1*u2*(1-m)-u3*n,u2*u2*(1-m)+m,u2*u3*(1-m)+u1*n;u1*u3*(1-m)+u2*n,u2*u3*(1-m)-u1*n,u3*u3*(1-m)+m]; B=c*A;
D=round(B); E=D-B;
if abs(E(:))<=0.001
disp(theta*180/pi),disp(c),disp(B), end
end
令c=Σ=27,运行程序可得:当Σ=27时,旋转角?和CSL矩阵分别为
2?7??27??
2314,R1=2?=35.43°
????7?1422???2112?12???
324,R2=12?=96.38°
????12?24?3???1818?9???
18,R3=18?9?=131.81°
????9?18?18??其中,R2和R3分别具有公约数3和9,必须化简。化简后分别与?=9,?=96.38°以及Σ=3,?=131.81°时的CSL矩阵一致。因此,当Σ=27时,只有一个?和CSL矩阵相匹配,即
2?7??27??
2314,R1=2?=35.43°
????7?1422??
7.计算面心立方晶体[001]晶带轴孪晶斑点的位置,已知孪晶面为(111), (a) 求孪晶斑点220??与?204?TT分别与基体哪个斑点重合;
(b) 证明fcc[001]晶带中是否存在由孪晶引起的额外斑点。
??122??ht??hm?1?? ?k??T?k?
2?12解:(a) T111???t?111?m?3?????22?1???lt???lm??????????????对于(htktlt)=?220?代入上式求逆阵得(hmkmlm)=?220?,即?220?与?220?相重。
??????t??m 15