《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）03 晶体缺陷 CRYSTAL DEFECTS

第三章晶体缺陷CRYSTAL DEFECTS点缺陷位错表面与界面THEEND

第三章 晶体缺陷 CRYSTAL DEFECTS 点缺陷 位错 表面与界面 THE END

晶体缺陷一实际晶体中偏离理想结构的不完整区域根据晶体中结构不完整区域的形状及大小晶体缺陷常分为如下三类：THEEND

晶体缺陷 — 实际晶体中偏离理想结构的不完 整区域。 根据晶体中结构不完整区域的形状及大小, 晶体缺陷常分为如下三类: SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE THE END AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY

空位Vacancy点缺陷间隙原子Interstitialatom线缺陷位错Dislocation晶界 Grain boundary晶体缺陷亚晶界Subgrain boundary李晶界Twin boundary面缺陷相界 Phase boundary堆垛层错Stakingfault表面 SurfaceTHEEND

晶体缺陷 点缺陷 面缺陷 表面 Surface 空位 Vacancy 间隙原子 Interstitial atom 线缺陷 位错 Dislocation 晶界 Grain boundary 亚晶界 Subgrain boundary 孪晶界 Twin boundary 相界 Phase boundary 堆垛层错 Staking fault SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE THE END AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY

第一节点缺陷POINT DEFECTS点缺陷的形成点缺陷的浓度点缺陷的运动点缺陷与材料行为

第一节 点缺陷 POINT DEFECTS 点缺陷的形成 点缺陷的浓度 点缺陷的运动 点缺陷与材料行为

点缺陷的形成一、单个原子尺度上偏离完整排列1.形成原子热振动部分原子获得足够高的能量克服约束，迁移到新的位置形成空位、间隙原子引起局部点阵畸变

一、点缺陷的形成

2.分类肖脱基缺陷一原子迁移到表面一仅形成空位弗兰克缺陷一原子迁移到间隙中一一形成空位-间隙对一间隙式（小原子）或置换式（大原子）杂质或溶质原子

肖脱基缺陷弗兰克耳缺陷离子晶体中两种常见的点缺陷「正、负离子空位对-肖脱基缺陷离子晶体中间隙离子、空位对一弗兰克耳缺陷

离子晶体中两种常见的点缺陷 离子晶体中 正、负离子空位对—肖脱基缺陷 间隙离子、空位对—弗兰克耳缺陷 SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY

二、点缺陷的浓度1.点缺陷的平衡浓度点缺陷点阵畸变排列混乱度大体系自由能升高体系摘值升高￥热力学不稳定性热力学稳定性?定温度下，具有一定的热力学平衡浓度区别于其它晶体缺陷的重要特点

二、点缺陷的浓度 1. 点缺陷的平衡浓度

△U=nuAF-AU-TASne量0n能自由能随点缺陷数量的变化THEEND

自由能随点缺陷数量的变化 SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE THE END AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY

平衡点缺陷的浓度：neuCAexp0NkT式中，ne一平衡点缺陷数目N一晶体中的原子总数一材料常数，通常取值为1A一点缺陷形成能uk一玻尔兹曼常数，8.62×10-5ev/K或1.38×10-23 J / KTHEEND

平衡点缺陷的浓度： N kT Ce = ne = Aexp − u 或 式中，ne — 平衡点缺陷数目 N — 晶体中的原子总数 A — 材料常数，通常取值为１ u — 点缺陷形成能 k — 玻尔兹曼常数，8.6210 −5 ev / K 1.3810−23 J / K SCHOOL OF MATERIALS SCIENCE THE END AND ENGINEERING OF XI`AN JIAOTONG UNIVERSITY