(Mn,Fe)S单晶体的发现与巧合

雪花、水晶、金刚石等自然界的单晶体以它规则的外形，闪光透明的气质，特殊的物理性能引起人们的重视。关于天然晶体和人工晶体，晶体学专家已经从晶体结构几何理论和晶体生长物理两个侧面进行了系统的总结和论述。但是，在这些论著中几乎都没有涉及到钢中单晶体的研究。《晶体结构几何理论》作者总结出晶体外形有47种单形，《晶体工艺学》作者也提出了32种晶体的对称图形。在这两部晶体学专著中的晶体外形图谱中都没有14面体单形。本文作者在一次钢铸件失效分析实验中，在断口的皮下气泡壁上偶然发现了钢中(Mn,Fe)S单晶体自然形貌，见图1～图4。第四届亚太地区电子显微镜学术会议总秘书长VirdMangelaviraj教授称(Mn,Fe)S单晶14面体是不寻常自然现象的新发现，它那晶莹璀璨的晶体自然形貌像水晶一样，显示出巧夺天工的自然美。

图1

平衡态的(Mn,Fe)S单晶14面体形貌

图2

(Mn,Fe)S单晶体X射线能谱图

图3

平衡态的(Mn,Fe)S单晶14面体形貌

图4

平衡态的(Mn,Fe)S单晶14面体形貌

当在扫描电镜下放大几千倍才能看到的(Mn,Fe)S单晶14面体刚被发现的时候，几何上的14面体早已被数学家所研究，被工匠所利用，现行的中国初三数学书就列出了如何将一正方体切成14面体并计算其体积的几何题；女士们胸前带的14面体项链坠儿随处可见；马赛克地板砖也应用了14面体的半部展开图案。可以说，宏观上的几何14面体造型在人们的生活领域随处可见，给人们以美的享受。微观(Mn,Fe)S单晶14面体的发现和宏观上的14面体造型是一种多么奇妙的巧合！