晶体缺陷对材料性能的影响现状研究

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1、晶体缺陷对材料性能的影响现状研究摘要:在理想完整的品体屮，原子按照一定的次序严格的处在空间行规则的、周期性的格点上。但在实际品体中，由于各种各样的原因，原子排布不可能那样完整和规则。这些与完整周期性点阵结构的偏离就是品体中的缺陷，它破坏了晶体的对称性。同吋缺陷的存在会对颉体产生或多或少的影响，本文着$研究了各类缺陷对材料性能的影响，收集了大ffl知名学秆的研究成米，为之后的系统研究敁体缺陷炱定了基础。关键词：品体缺陷；空位；村料性能EffectofcrystaldefectsonmaterialresearchAb

2、stract:InanidealcompleteCrystalatomsaccordingtoacertainorderofstrictrulesinspace,periodiclattice.ButintheactualCrystal,duetovariousreasons,Atomicconfigurationscannotbesocompleteandrules.ThesecompletedeviationoftheperiodiclatticestructureisthedefectsintheCrysta

3、l，itdestroysthesymmetryoftheCrystal.Alsowillhavemoreorlesseffectoncrystaldefectsexist，thispaperfocusesontheinfluenceofdefectsonthepropertiesofmaterials，collectedalargenumberofwell-knownscholars1researchresults,laidthegroundworkforsystematicstudyoflatticedefect

4、s.Keywords:crystaldefects;vacancy;materialproperties晶体结构中质点排列的某种不规则性或不完善性。乂称晶格缺陷。表现为晶体结构屮局部范围内，质点的排布偏离周期性重的空间格子规律Iflj出现错乱的现象。根据错乱排列的展布范围，分为下列3种主要类型。(1)点缺陷，只涉及到人约一个原子人小范围的晶格缺陷。它包括:晶格位置上缺失正常应冇的质点而造成的空位;由于额外的质点充填晶格空隙而产牛的填隙；由杂质成分的质点锊代了晶格屮固奋成分质点的位置而引起的替位等(2)线缺陷一位错位

5、错的概念1934年由泰勒提出到1950年才被实验所实具杏位错的晶体结构，可看成是局部晶格沿一定的原子面发生品格的滑移的产物。滑移不贳穿整个品格，品体缺陷到品格内部即终止，在己滑移部分和未滑移部分晶格的分界处造成质点的错乱排列，即位错。这个分界外，即已滑移区和未滑移区的交线，称为位错线。(3)面缺陷，是沿着晶格内或晶粒间的某个側两侧人约儿个原子间距范围内出现的晶格缺陷。主要包拈堆垛层错以及晶体内和晶体间的各种界面，如小角晶界、畴界娥、双品界而及品粒间界等。晶体缺陷的产生原因有很多利

6、，主要为在晶体生长过程中，由于温度

7、、压力、介质组分浓度等变化而引起的；有的则是在品体形成后，由于质点的热运动或受应力作用而产生。它们町以在晶格闪迁移，以至消火；同吋乂可奋新的缺陷产生。晶体缺陷的存在对晶体的性质会产生明显的影响。实际晶体或多或少都有缺陷。适量的某些点缺陷的存在可以大大增强半导体材料的异电性和发光材料的发光性，起到科益的作用；而位错等缺陷的存在，会使材料易于断裂，比近于没冇晶格缺陷的晶体的抗拉强度，降低至儿I•分之一。因为晶体缺陷对材料性能奋很人的影响，故而国内外对晶体缺陷的研究十分普遍，本文将对国内外知名学者的研究结果进行汇总，为以

8、后细致研究晶体缺陷奠定基础。1晶体缺陷对材料性能的影响研究汇总李威等［h6］研究了掺杂、吸附和空位缺陷对碳纳米管导热的影响，结果表明：与完整无缺陷碳纳米管相比，掺杂、吸附和空位均会异致碳管热异率显著下降，以及碳管轴h'd温度分布在缺陷处产生非线性的问断性跳跃;缺陷类型对碳管热导率的影响最大，管径次之，管长影响相对最小;而空位、掺杂和吸附对碳管热导率的影响力依次足减小的。于立军等对空位缺陷对CrSi2光电性能的影响进行了研究结论力：Cr和Si空位均使CrSi2的品格常数和体积变小;能带结构密集而5T•缓，且整体向上移

9、动;Si空位缺陷形成帯隙宽度为O.35eV的p型间接带隙半导体，C空位缺陷在原禁带间出现两条新的能带;含空位缺陷CrSi2的电了•态密度仍主要由Cr3d层电子贡献，Si空位缺陷对电子态密度的影响较小，Cr空位缺陷提高了Fermi而处的电子态密度;与CrSi2相比，含空位缺陷&812的介电峰均向低能方向略有偏移且峰位降低，吸收系数明显变小。姜跃进等［

10、11研究