准晶：没有周期性的有序固体
准晶的发现、准周期序的判据、与晶体和玻璃的区别，以及准晶材料的形成条件与应用方向。
晶体学的老规矩是"有衍射斑点就一定是周期性排列"，玻璃则相反——有短程序但没有长程序。1984 年在快速凝固的铝锰合金中观测到的衍射图样打破了这个两分法：斑点锐利，说明有长程序；但斑点排布呈五重对称，而五重对称在周期性晶格中在数学上不可能存在。这类结构后来被称为准晶。
一、三种有序程度
| 类型 | 平移周期性 | 衍射特征 |
|---|---|---|
| 晶体 | 有 | 锐利斑点，对称性限 1/2/3/4/6 重 |
| 准晶 | 无 | 锐利斑点，可含 5/8/10/12 重对称 |
| 玻璃 | 无 | 宽弥散环 |
准晶的长程序靠"准周期"实现：用两种不同的结构单元按斐波那契式比例排列，整体不重复但处处有规律。用高分辨电镜观察时，可以看到局部出现五边形的配位多面体，例如铝锰准晶中的二十面体配位。
二、形成条件
准晶多数出现在金属合金中：铝锰、铝铜铁、铝钯锰、镁锌钇等体系最为经典。实现路径通常是快速凝固（熔体急冷）或机械合金化，使原子来不及排成周期性晶格就被冻结在准周期位置上。部分体系在特定成分附近是热力学稳定相，可以通过常规凝固或单晶生长获得；也有在陨石中发现的天然准晶，说明它并不是实验室里才存在的罕见状态。
三、性能与应用
准晶的力学与表面性质很有特点：硬度高、摩擦系数低、导热率低、抗氧化性好。铝铜铁准晶曾用于不粘锅涂层与热障涂层的研究；其低导热与热电性能也被尝试用于能量转换。由于结构复杂、纯相制备困难，准晶至今更多是结构化学与材料物理的研究对象，而不是大宗工程材料。
四、与晶体研究的关联
研究准晶与晶体多形现象，都离不开高质量的模型化合物与标准品。硫酸铜（7758-98-7）、硫酸铝（10043-01-3）与硫酸镁（7487-88-9）是晶体生长与结晶学实验的传统对象；二氧化钛（13463-67-7）则以锐钛矿、金红石等多种多形共存著称，适合用来讨论"同成分不同结构"这一主题。本站无机与材料试剂产品线可提供上述常用晶体模型试剂，需要特定晶型或粒径时请在详情页确认规格。
文中重点试剂结构式 · 点击查看规格与价格
相关产品推荐正在从站内商品库匹配…
同一产品线更多文章
本文由本站编辑基于公开技术资料独立撰写，观点与表述仅代表本站；如需转载请与我们联系。文中产品参数、包装规格与价格以商品详情页为准，图片中的分子结构式由本站结构库按 CAS 生成，仅供识别参考。
