信阳师范大学：《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）第三章 晶体结构缺陷

第三章晶体结构缺陷

第三章 晶体结构缺陷

本章主要内容： e §3.1晶体结构缺陷的类型 ·§3.2点缺陷 ·§3.3线缺陷 ·§3.4面缺陷 ·§3.5固溶体 ·§3.6非化学计量化合物

本章主要内容： • §3.1 晶体结构缺陷的类型 • §3. 2 点缺陷 • §3.3 线缺陷 • §3.4 面缺陷 • §3.5 固溶体 • §3.6 非化学计量化合物

缺陷的含义：通常把晶体点阵结构中周期性势场的 畸变称为晶体的结构缺陷。 理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。 实际晶体：存在着各种各样的结构的不完整性

缺陷的含义：通常把晶体点阵结构中周期性势场的 畸变称为晶体的结构缺陷。 理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。 实际晶体：存在着各种各样的结构的不完整性

研究缺陷的意义：由于缺陷的存在，才使晶体表现 出各种各样的性质，使材料加工、使用过程中的各 种性能得以有效控制和改变，使材料性能的改善和 复合材料的制备得以实现。 >了解缺陷的形成及其运动规律，对材料工艺过程 的控制，对材料性能的改善，对于新型材料的设计、 研究与开发具有重要意义

研究缺陷的意义：由于缺陷的存在，才使晶体表现 出各种各样的性质，使材料加工、使用过程中的各 种性能得以有效控制和改变，使材料性能的改善和 复合材料的制备得以实现。 ➢ 了解缺陷的形成及其运动规律，对材料工艺过程 的控制，对材料性能的改善，对于新型材料的设计、 研究与开发具有重要意义

缺陷对材料性能的影响举例： 材料的强化，如钢一是铁中渗碳 陶瓷材料的增韧 半导体掺杂

缺陷对材料性能的影响举例: 材料的强化，如钢——是铁中渗碳 陶瓷材料的增韧 半导体掺杂

本章要求掌握的主要内容： ·掌握缺陷的基本概念、分类方法； ·掌握缺陷的类型、含义及其特点； ·熟练书写点缺陷的缺陷反应方程式、化学平衡方法 计算热缺陷的浓度； ·了解缺陷在材料性能的改善、新型材料的设计、研 究与开发中的意义

• 掌握缺陷的基本概念、分类方法； • 掌握缺陷的类型、含义及其特点； • 熟练书写点缺陷的缺陷反应方程式、化学平衡方法 计算热缺陷的浓度； • 了解缺陷在材料性能的改善、新型材料的设计、研 究与开发中的意义。 本章要求掌握的主要内容：

2.1晶体结构缺陷的类型 一般根据缺陷的几何形态和形成原因对其进行分类。 >按照几何形态分类有利于建立起有关缺陷的大小、 方位、空间取向等概念； 从形成原因上分类则有利于了解缺陷的形成过程， 对缺陷的控制与利用具有指导意义

2.1 晶体结构缺陷的类型 一般根据缺陷的几何形态和形成原因对其进行分类。 ➢ 按照几何形态分类有利于建立起有关缺陷的大小、 方位、空间取向等概念； ➢ 从形成原因上分类则有利于了解缺陷的形成过程， 对缺陷的控制与利用具有指导意义

分类方式： 几何形态：点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷 形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷、电荷 缺陷和辐照缺陷等

分类方式： 几何形态：点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷 形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷、电荷 缺陷和辐照缺陷等

一、按缺陷的几何形态分类 本征缺陷 点缺陷 零维缺陷 杂质缺陷 线缺陷 位错 维缺陷 小角度晶界、大角度晶界 面缺陷 挛晶界面 二维缺陷 堆垛层错 包藏杂质 体缺陷 沉淀 三维缺陷 空洞

一、按缺陷的几何形态分类 本征缺陷 杂质缺陷 点缺陷 零维缺陷 线缺陷 一维缺陷 位错 面缺陷 二维缺陷 小角度晶界、大角度晶界 挛晶界面 堆垛层错 体缺陷 三维缺陷 包藏杂质 沉淀 空洞

l.点缺陷（零维缺陷）Point Defect 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(interstitial particle) 错位原子或离子 外来原子或离子（杂质质点）(foreign particle) 色心等 点缺陷与材料的电学性质、光学性质、材料的高温动力学过 程等有关

1. 点缺陷（零维缺陷） Point Defect 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（interstitial particle） 错位原子或离子 外来原子或离子（杂质质点）（foreign particle） 色心等 点缺陷与材料的电学性质、光学性质、材料的高温动力学过 程等有关