《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）第4章 晶体缺陷 Crystal defects 4.3 面缺陷（Surface defects）4.3.1 晶体表面 4.3.2 晶界结构与能量

第4章晶体缺陷Crystal Defect4.1点缺陷4.3面缺陷(Point defect)（Surface4.1.1点缺陷的类型defects)4.1.2点缺陷的浓度晶体表面4.3.14.1.3点缺陷对材料性能的影响4.3.2晶界结构与能4.2 线缺陷（Line defects）量4.2.1位错的类型4.3.3单相多晶体中4.2.2柏氏量的晶粒形貌4.2.3位错的运动4.3.4晶界偏析与晶4.2.4位错的应力场4.2.5位错与晶体缺陷间的交互作界迁移4.2.6位错的增殖与塞积4.3.5相界4.2.7实际晶体中的位错

第4章 晶体缺陷 Crystal Defect 4.1 点缺陷 （Point defect） 4.1.1 点缺陷的类型 4.1.2 点缺陷的浓度 4.1.3 点缺陷对材料性能的影响 4.2 线缺陷（Line defects） 4.2.1 位错的类型 4.2.2 柏氏矢量 4.2.3 位错的运动 4.2.4 位错的应力场 4.2.5 位错与晶体缺陷间的交互作用 4.2.6 位错的增殖与塞积 4.2.7 实际晶体中的位错 4.3 面缺陷 (Surface defects) 4.3.1 晶体表面 4.3.2 晶界结构与能 量 4.3.3 单相多晶体中 的晶粒形貌 4.3.4 晶界偏析与晶 界迁移 4.3.5 相界

4.3面缺陷（Surfacedefects2晶体表面4.3.14.3.2 E晶界结构与能量1.表面：结构与性能4.3.3单相多晶体中的2.晶界：结构，能量，晶粒形貌偏析，迁移，晶粒4.3.4晶界偏析与晶界特性。平衡形貌，迁移相界：第二相形貌。34.3.5相界

4.3 面缺陷 (Surface defects) 4.3.1 晶体表面 4.3.2 晶界结构与能量 4.3.3 单相多晶体中的 晶粒形貌 4.3.4 晶界偏析与晶界 迁移 4.3.5 相界 1. 表面：结构与性能 2. 晶界：结构，能量， 偏析，迁移，晶粒 平衡形貌，特性。 3. 相界：第二相形貌

表面固（液）-气（自由表面）晶粒界---晶界Al/SiC复合材料同相李晶界界面畴界、堆垛层错界面异类成分的相界面---相界异相界面同素异构体间的界面o固-液之间的分界面CPb-Sn合金中的相界

同相 界面 晶粒界-晶界 孪晶界 畴界、堆垛层错 异相 界面 同素异构体间的界面 异类成分的相界面 -相界 表面 界面 固(液）-气（自由表面） 固-液之间的分界面 Pb-Sn合金中的相界 Al/SiC复合材料

研究表面与界面的意义结构、工艺、性能。界面构成晶态固体组织的重要组成部分，性质不同界面结构不同于晶体内部，是二维晶体缺陷于晶体内部，对晶体整体性能也具有重要影响对晶体生长、摩擦、润滑、磨蚀、表面钝化、催化、吸附、扩散及各种表面的热粘附、光（电子）吸收和反射等有重要影响;晶体中的界面迁移、异类原子在晶界的偏聚、界面的扩散率、材料的力学和物理性能等也都和界面结构有直接的关系。表面与界面研究是现代材料学科中一个活跃的课题

研究表面与界面的意义： 结构、工艺、性能。 ◼ 界面构成晶态固体组织的重要组成部分； ◼ 界面结构不同于晶体内部，是二维晶体缺陷，性质不同 于晶体内部，对晶体整体性能也具有重要影响。 ◼ 对晶体生长、摩擦、润滑、磨蚀、表面钝化、催化、吸 附、扩散及各种表面的热粘附、光（电子）吸收和反射 等有重要影响； ◼ 晶体中的界面迁移、异类原子在晶界的偏聚、界面的扩 散率、材料的力学和物理性能等也都和界面结构有直接 的关系。 ◼ 表面与界面研究是现代材料学科中一个活跃的课题

定性掌握本章涉及的内容界面的结构：与内部有何不同？界面的性质：能量：界面的能量？偏析：溶质在晶内与晶界的能量差异?迁移：晶界迁移的驱动力？晶界迁移的结果？平衡形貌：热力学、力学的平衡态；单、双相平衡组织形貌的差异？

本章涉及的内容 ◼ 界面的结构：与内部有何不同？ ◼ 界面的性质： ◼能量：界面的能量？ ◼偏析：溶质在晶内与晶界的能量差异？ ◼迁移：晶界迁移的驱动力？ 晶界迁移的结果？ ◼平衡形貌： 热力学、力学的平衡态； 单、双相平衡组织形貌的差异？ 定性掌握

4.3.1 晶体表面定性掌握16、表面能来源于一般地，割断的键数，表面能越高。_表面，割断的键数表面能最低。因此，晶体的外表面一般为

4.3.1 晶体表面 16、表面能来源于 ； 一般地，割断的键数 ，表面能越 高。 表面，割断的键数 ， 表面能最低。因此，晶体的外表 面一般为 。 定性掌握

晶体表面4.3.1表面能的来源：表面：在晶体最表面大约几个原子层的物质：割断最近■形成表面时配位数减少，表邻的键，酉面原子一侧无原子键结合（断键），能量增高-表面能;断键表面能来源于表面原子的1割断的键数越多，表面能越高

4.3.1 晶体表面 ◼ 表面：在晶体最表面大约 几个原子层的物质； ◼ 形成表面时，割断最近 邻的键，配位数减少，表 面原子一侧无原子键结 合（断键），能量增高 -表面能γ ； 表面能的来源： ◼ 表面能来源于表面原子的断键。 割断的键数越多，表面能越高

断键数与结构fcc/100^表面：它割断最近邻的键为4个:a[110]/2a[110]/2a[011]/2 a[011]/2

fcc{100}表面： ◼ 断键数与结构 它割断最近邻的键 为4个：

fcc :[111}表面，断键数3个；（100表面，4个；[110表面，5个。CBAcBAfcc (111/:3[110表面，5个割断的键数越多，表面能越高最密排表面，割断的键数最小，表面能最低

fcc：{111}表面，断键数3个； {100}表面，4个； {110}表面，5个。 {110}表面，5个 割断的键数越多，表面能越高。 最密排表面，割断的键数最小，表面能最低

0000Afcc111/:3晶面生长不同晶面原子排列不同，表面能不同。密排面作表面，晶体表面能最低晶体的外表面，一般是最密排面

不同晶面原子排列不同,表面能不同。 密排面作表面，晶体表面能最低。 晶体的外表面，一般是最密排面