晶向、晶面與晶體幾何
線密度(linear atomic density)
假設你沿某個方向筆直穿過晶體,數一數每單位距離你真正踩到幾個原子中心。這個計數就是線密度。它衡量某個方向有多擁擠——有些方向直穿一列彼此相觸的密實原子,有些則多半穿過空蕩之處。
此數定義為:中心落在方向向量上的原子數,除以該向量的長度:LD = 每單位長度的原子數。一個相關且往往更有意義的量是線堆積分率,即該線實際被原子覆蓋的比例;對最密堆積方向,此值達到 1。以面心立方沿 [110](面對角線)為例:在一個長度為 a times sqrt(2) 的重複段內,該線穿過兩個原子中心(一個角原子、一個面心原子、再到下一個角),故 LD = 2 / (a times sqrt(2)) = sqrt(2) / a。由於原子沿該對角線彼此相觸(4r = a times sqrt(2)),該線被完全覆蓋——堆積分率為 1。
何必去數?因為線密度最高的方向,正是原子肩並肩排列的方向,也正是差排偏好滑行的方向。線密度就是你不做任何實驗、光靠找出最擁擠的線,就能挑出金屬滑移方向的方法。
在面心立方中,[110] 的線密度為 sqrt(2)/a,堆積分率為 1(原子相觸),而 [100] 只穿過角原子——每長度 a 一個,且原子不相觸。較密的 [110] 方向正是面心立方金屬中觀測到的滑移方向。
只計中心落在線上的原子;最密的線即滑移方向。
只計中心確實落在線上的原子——僅靠近該線的原子不算。數值同時取決於方向與晶體結構。
又称
另见