第五章晶體結構

1.5晶體的點陣理論

一、晶體的點陣理論1、點陣晶體是由在空間有規律地重復排列的微粒（原子、分子、離子）組成的，為了討論晶體周期性,不管重復單元的具體內容,將其抽象為幾何點（無質量、無大小、不可區分),那么這些點在空間的排布就能表示晶體結構中原子（或分子、離子）的排布規律。由無數個幾何點在空間有規律的排列構成的圖形稱為點陣。（非嚴格定義）構成點陣的點稱為點陣點，點陣點所代表的重復單位的具體內容稱為結構基元，用點陣來研究晶體的幾何結構的理論稱為點陣理論。結構基元與點陣點一維周期性結構與直線點陣

二

維

周

期

性

結

構

與

平

面

點

陣

Cu（111面）密置層（每個原子就是一個結構基元，對應一個點陣點）：Cu（111面）的點陣.紅線畫出的是一個平面正當格子：晶體可以抽象成點陣，點陣是無限的.只要從點陣中取一個點陣單位即格子，就能認識這種點陣.如何從點陣中取出一個點陣單位呢？

6.3.2點陣單位(格子)直線點陣與素向量、復向量平

面

點

陣

與

正

當

平

面

格

子

凈含一個點陣點的平面格子是素格子，多于一個點陣點者是復格子；平面素格子、復格子的取法都有無限多種.所以需要規定一種“正當平面格子”標準.正當平面格子的標準

1.平行四邊形2.對稱性盡可能高3.含點陣點盡可能少

平面格子凈含點陣點數：頂點為1/4；棱心為1/2；格內為1.正當平面格子有4種形狀，5種型式（其中矩形有帶心與不帶心兩種型式）：60o實例：如何從石墨層抽取出平面點陣石墨層小黑點為平面點陣.為比較二者關系,暫以石墨層作為背景，其實點陣不保留這種背景.

為什么不能將每個C原子都抽象成點陣點？如果這樣做，你會發現……?石墨層的平面點陣（紅線圍成正當平面格子）實例：NaCl(100)晶面如何抽象成點陣？矩形框中內容為一個結構基元，可抽象為一個點陣點.安放點陣點的位置是任意的，但必須保持一致,這就得到點陣:平移：所有點陣點在同一方向移動同一距離且使圖形復原的操作。點陣的定義：一組無限的點，連接其中任意兩點的向量進行平移而能復原，即當向量的一端落在任意一點陣點上時，另一端也必落在點陣點上。構成點陣的條件：①點陣點數無窮大；②每個點陣點周圍具有相同的環境；③平移后能復原。2、正當格子（1）平面正當格子：對平面點陣按選擇的素向量和用兩組互不平行的平行線組（過點陣點，等間距），把平面點陣劃分成一個個的平行四邊行，可得到平面格子。晶體可以抽象成點陣，點陣是無限的.只要從點陣中取一個點陣單位即格子，就能認識這種點陣.如何從點陣中取出一個點陣單位呢？直線點陣與素向量、復向量平

面

點

陣

與

正

當

平

面

格

子

凈含一個點陣點的平面格子是素格子，多于一個點陣點者是復格子；平面素格子、復格子的取法都有無限多種.所以需要規定一種“正當平面格子”標準.正當平面格子的標準

1.平行四邊形2.對稱性盡可能高3.含點陣點盡可能少

平面格子凈含點陣點數：頂點為1/4；棱心為1/2；格內為1.正當平面格子有4種形狀，5種型式（其中矩形有帶心與不帶心兩種型式）：60o（2）空間正當格子：

由空間點陣按選擇的向量把三維點陣劃分成一個個的平行六面體，可得到空間格子，空間格子中的每個平行六面體稱為空間格子的一個單位，也有素單位（素格子）、復單位（復格子）、正當單位（正當格子）之分。空間點陣的正當單位有七種形狀，十四種型式正當空間格子的標準:1.平行六面體2.對稱性盡可能高3.含點陣點盡可能少正當空間格子有7種形狀，14種型式空間格子凈含點陣點數：頂點為1/8（因為八格共用）棱心為1/4（因為四格共用）面心為1/2（因為二格共用）格子內為1.空

間

點

陣

與

正

當

空

間

格

子3、點陣和晶體結構的關系

晶體結構=點陣+結構基元二、晶胞及晶胞的二個基本要素1、晶胞

空間點陣是晶體結構的數學抽象，晶體具有點陣結構。空間點陣中可以劃分出一個個的平行六面體一空間格子，空間格子在實際晶體中可以切出一個個平行六面體的實體，這些包括了實際內容的實體，叫晶胞，即晶胞是晶體結構中的基本重復單位。晶胞也有素晶胞，復晶胞和正當晶胞立分，只含一個結構基元的晶胞稱為素晶胞。正當晶胞可以是素晶胞，也可以是復晶胞，即在照顧對稱性的前提下，選取體積最小的晶胞，以后如不加說明，都是指正當晶胞。2、晶胞的兩個要素

（1）晶胞的大小和形狀：晶胞的大小和形狀可由晶胞參數確定。晶胞參數：

選取晶體所對應點陣的三個素向量為晶體的坐標軸X,Y,Z————稱為晶軸。

晶軸確定之后，三個素向量的大小，a、b、c及這些向量之間的夾角α、β、γ就確定了晶體的形狀和大小,α、β、γ、a、b、c為晶胞參數。（2）晶胞中各原子的坐標位置，可用原子的分數坐標表示。晶胞中原子P

的位置用向量OP=xa+yb+zc代表.x、y、z就是分數坐標，它們永遠不會大于1.分數坐標三、晶面和晶面指標1、晶面一個空間點陣中可以從不同的方向劃分出不同的平而點陣組，每一組中的各點陣面都是互相平行的，且距離相等。各組平面點陣對應于實際晶體中不同方向的晶面（注意晶面并非專指晶體表面）2、晶面指標晶面指標：晶體在三個晶軸上的倒易截數的互質整數比。晶面在三個晶軸上的截數距分別為h’a、k’b、l’ch’、k’、l’叫晶面在三個晶軸上的截數。稱為該晶面的晶面指標

（2）晶面的晶面指標，要注意以下幾點：由于采用了倒易截數，避免在晶面指標中出現無窮大。一個晶面指標代表一組互相平行的晶面。晶面指標的數值反映了這組晶面間的距離大小和陣點的疏密程度。晶面指標越大，晶面間距越小，晶面所對應的平面點陣上的陣點密度越小。由晶面指標可求出這組晶面在三個晶軸上的截數和截長

第一節活塞式空壓機的工作原理第二節活塞式空壓機的結構和自動控制第三節活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內所排送的相當第一級吸氣狀態的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規定做例行保養的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過。滑(葉)片式空壓機可以365天連續運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優于其它型式的壓縮機，已經得到壓縮機行業的關注和公認。被譽為“環保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩、振動小、工作環境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機的外形第一節活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環（單級壓縮）工作循環：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發生相撞。第一節活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數—相對容積C、容積系數λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環不同的原因：二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數理論排氣量Vt----單位時間內活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環（單級壓縮）第一節活塞式空壓機的工作原理指示功率pi

：按示功圖計算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環計算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指