材料科学基础晶体结构缺陷讲课讲稿.ppt

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1、材料科学基础晶体结构缺陷缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺陷的尺寸都很小。包括：空位（vacancy）、间隙质点（interstitialparticle）、杂质质点（foreignparticle）。点缺陷（零维缺陷）空位杂质质点间隙质点2叶国田-材料科学与工程线缺陷（一维缺陷）指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷，即缺陷尺寸在一维方向较长，另外二维方向上很短。如各种位错（dislocation）。刃位错螺旋位错3叶国田-材料科学与工程面缺陷（二维缺陷）是指在二

2、维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷，即缺陷尺寸在二维方向上延伸，在第三维方向上很小。如晶界、表面、堆积层错、镶嵌结构等。面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。4叶国田-材料科学与工程按缺陷产生的原因分类1.热缺陷2.杂质缺陷3.非化学计量缺陷4.其它原因，如电荷缺陷，辐照缺陷等5叶国田-材料科学与工程热缺陷定义:热缺陷亦称为本征缺陷，是指由热起伏的原因所产生的空位或间隙质点（原子或离子）。类型:弗仑克尔缺陷（Frenkeldefect）和肖特基缺陷（Schottkydefect

3、）热缺陷浓度与温度的关系:温度升高时，热缺陷浓度增加6叶国田-材料科学与工程热缺陷产生示意图（a）弗仑克尔缺陷的形成（空位与间隙质点成对出现）（b）单质中的肖特基缺陷的形成7叶国田-材料科学与工程杂质缺陷定义:亦称为组成缺陷，是由外加杂质的引入所产生的缺陷。特征:如果杂质的含量在固溶体的溶解度范围内，则杂质缺陷的浓度与温度无关。8叶国田-材料科学与工程非化学计量缺陷定义:指组成上偏离化学中的定比定律所形成的缺陷。它是由基质晶体与介质中的某些组分发生交换而产生。如Fe1-xO、Zn1+xO等晶体中的缺

4、陷。特点:其化学组成随周围气氛的性质及其分压大小而变化。9叶国田-材料科学与工程非化学计量缺陷实际的化合物中，有一些化合物不符合定比定律，负离子与正离子的比例并不是一个简单的固定的比例关系，这些化合物称为非化学计量化合物。半导体都是非化学计量化合物10叶国田-材料科学与工程由于负离子缺位，使金属离子过剩TiO2、ZrO2会产生这种缺陷，分子式可写为TiO2-x，ZrO2-x，产生原因是环境中缺氧，晶格中的氧逸出到大气中，使晶体中出现了氧空位。11叶国田-材料科学与工程由于间隙正离子，使金属离子过剩Z

5、n1+x和Cdl+xO属于这种类型。过剩的金属离子进入间隙位置，带正电，为了保持电中性，等价的电子被束缚在间隙位置金属离子的周围，这也是一种色心。例如ZnO在锌蒸汽中加热，颜色会逐渐加深，就是形成这种缺陷的缘故。12叶国田-材料科学与工程精品课件，你值得拥有！13精品课件，你值得拥有！14由于间隙正离子，使金属离子过剩型结构e15叶国田-材料科学与工程此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢