布拉维法则

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关于布拉维法则~

其实很好理解。由于晶体体密度是一定的,所以晶体的面密度越大的面,面间距就会越大,相对的,对外来的质点引力就小,生长慢,但是以横向生长为主。
同样,面密度小,面间距小。引力大,纵向生长快,横向逐渐缩小以致晶面最终消失。

  布拉维法则,早在1855年,法国结晶学家布拉维(A.Bravis)从晶体具有空间格子构造的几何概念出发,论述了实际晶面与空间格子构造中面网之间的关系,即实际晶体的晶面常常平行网面结点密度最大的面网,这就是布拉维法则。
  布拉维的这一结论系根据晶体上不同晶面的相对生长速度与网面上结点的密度成反比的推论引导而出的。所谓晶面生长速度是指单位时间内晶面在其垂直方向上增长的厚度。晶面AB的网面上结点的密度最大,网面间距也最大,网面对外来质点的引力小,生长速度慢,晶面横向扩展,最终保留在晶体上;CD晶面次之;BC晶面的网面上结点密度最小,网面间距也就小,网面对外来质点引力大,生长速度最快,横向逐渐缩小以致晶面最终消失;因此,实际晶体上的晶面常是网面上结点密度较大的面。
  总体看来,布拉维法则阐明了晶面发育的基本规律。但由于当时晶体中质点的具体排列尚属未知,布拉维所依据的仅是由抽象的结点所组成的空间格子,而非真实的晶体结构。因此,在某些情况下可能会与实际情况产生一些偏离。1937年美国结晶学家唐内—哈克(Donnay-Harker)进一步考虑了晶体构造中周期性平移(体现为空间格子)以外的其他对称要素(如螺旋轴、滑移面)对某些方向面网上结点密度的影响,从而扩大了布拉维法则的适用范围。
  布拉维法则的另一不足之处是,只考虑了晶体的本身,而忽略了生长晶体的介质条件。
  由液相变为固相 由气相变为固相 由固相再结晶为固相
  晶体是在物相转变的情况下形成的。物相有三种,即气相、液相和固相。只有晶体才是真正的固体。由气相、液相转变成固相时形成晶体,固相之间也可以直接产生转变。

布拉维法则(law of Bravais)指出:晶体上的实际晶面平行于对应空间格子中面网密度大的面网,且面网密度越大,相应晶面的重要性也越大。晶面的重要性可由晶面本身的大小,在各个个体上出现的频数,以及是否平行于解理面等来衡量。

布拉维法则的内容是由布拉维于1866年首先提出的,其后为弗利德尔(G.Friedel)的观察所基本证实。其基本原理可阐明如下:

图9.15为一晶体格子构造的一个切面,AB、CD、BC为三个均垂直于图面之晶面的迹线,其中CD与AB二行列之结点间距为a>b,故相应面网的面网密度AB>CD>BC。根据类似于对图9.2的分析可知,对于r、s、t三种位置而言,在不同距离上吸引它们的原子数将如表9.3所列。由此可知,当晶体继续生长时,原子将优先堆积r的位置,其次是s,最后是t。于是,晶面BC将优先成长,CD次之,AB在后。这意味着,面网密度小的晶面将优先成长,面网密度大的则落后。如果从各晶面本身的整个一层面网来考虑,其结果也相同。因为面网密度小的面其面网间距也小,从而相邻面网间的引力就大,因此将优先成长;反之,面网密度越大的面,其成长也越慢。

图9.15 面网密度小的晶面优先生长的图解

表9.3 三种不同位置上不同距离的原子数

①对照图9.15。

于是可以得出结论:在一个晶体上,各晶面的相对生长速度与它们本身面网密度的大小成反比,即面网密度越大的晶面,其生长速度越慢;反之则快。已知生长速度快的晶面在生长过程中很可能会缩小而最终消失,因而被保留下来的实际晶面便将是面网密度大的晶面,而且面网密度越大,被保留下来的几率也越大,相应地晶面在不同个体上出现的频数便高,晶面本身的面积也大,一般都是具有简单米氏指数的晶面。

布拉维法则总的说来是符合实际的,因而基本上是有效的,但也存在着某些偏离法则的现象。其原因除受到生长时环境因素的影响外,主要是布拉维法则所考虑的仅是由抽象的恒同点所组成的空间格子,而不是由实在的原子所组成的真实结构,这就可能引起偏差。唐奈(J.D.H.Donnay)和哈克(D.Harker)曾就此对布拉维法则作了补充和修正,其结论通常称为唐奈-哈克原理(Donnay-Harker rule)。




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