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§8.5 准晶(Quasi-crystals)
三.准晶的发现
1984年 10月 Shechtman报道：在急冷凝固的 Al－ Mn合金中发现一种具有五重旋转轴的二十面体相（ Icosahedral
phase），我国郭可信等在 1984年底，也从 Ti2Ni合金中发现五重电子衍射图，后来这类化合物就被称为准晶（ quasicrystal），是准周期晶体的简称（ Quasiperiodic
Crystal）。当时，这些论文在晶体学及有关学科产生轩然大波。因为周期性是晶体性的基础，晶体中只能观察到 2、 3、 4、 6重对称轴，而准晶恰恰是对周期性的挑战。
发现 Al－ Mn二十面体准晶后， Raman
Chandranrao等联想到 Pauling
等的 Mg32(Al,Zn)49的二十面体对称壳层。他按这个成分配制的合金，急冷凝固后果然得到二十面体准晶。因 Al5Li3Cu
与 Mg32(Al,Zn)49
同构，第一个稳定的二十面体准晶 Al－ Li－ Cu合金是长时间从固溶体中析出的。因为首先发现的 Al－ Mn准晶只能在急冷凝固下生成，而且加热后会转变成晶相。稳定准晶的出现证明准晶是一种稳定态，与晶体一样也有长程序和取向性，只是没有平移周期性，也可用 X射线进行衍射结构分析。
图8－18 二十面体准晶电镜图和Penrose拼图
以后又在急冷的 Cr－ Ni－ Si， V－ Ni－ Si和 Mn－ Si－ Al合金中发现 8重准晶。最早发现的十重准晶是在 Al－ Mn合金，与二十面体准晶共生，接着又在 Al－ Co－ Cu合金中发现十重准晶。 Cr－ Ni－ Si还可得到二十重准晶。这些属于二维准晶，有一维周期平移。（二十面体准晶为三维准晶，无周期性）
图8-19Cr-Ni-Si十二重准晶的十二重电子衍射图(大蓝点是一次
衍射,小蓝点是二次衍射,蓝十字(未全 画)是三次衍射
这是一个转变过程，即准晶向晶体的过渡。
三维二十面体准晶 ——二维十重准晶 ——一维准晶 ——晶体
（无周期）
（一维周期平移）（二维周期平移）（三维周期平移）
图8-20 鲍林等[9]的Mg32(Al,Zn)49的四面体密堆结构模型（a)二十面体；
（b）五角十二面体；（c）三角六十面体或菱面三十面体；（d）三十二面
体即截顶二十面体；（e）大菱面三十面体 |
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