《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）第4章 晶体缺陷 Crystal defects 4-1 点缺陷（Point defect）

第4章晶体缺陷Crystal Defect4.3面缺陷（Surface4.1点缺陷(Point defect)defects)4.1.1点缺陷的类型4.1.2点缺陷的浓度4.3.1晶体表面4.1.3点缺陷对材料性能的影响4.3.2 晶界结构与能量4.2 线缺陷（Line defects）4.3.3单相多晶体中的4.2.1位错的类型晶粒形貌4.2.2柏氏矢量4.3.4晶界偏析与晶界4.2.3位错的运动迁移4.2.4位错的应力场4.3.5相界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

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

晶体缺陷：crystal defect晶体缺陷的产生原因：#原子（离子、分子）的热运动：晶体的形成条件；±冷热加工过程;辐射、杂质等。实际晶体由于原子的热运动并存在能量起伏，原子排列不完整，偏离理想结构；晶体中一些微小区域原子排列的周期性受到破坏晶体缺陷defects(lmperfections

✓实际晶体-由于原子的热运动并存在能量起伏， 原子排列不完整，偏离理想结构； ✓晶体中一些微小区域原子排列的周期性受到破坏 -晶体缺陷 defects (Imperfections) ♣晶体的形成条件； ♣原子（离子、分子）的热运动； ♣冷热加工过程； ♣辐射、杂质等。 晶体缺陷 ：crystal defect 晶体缺陷的产生原因：

晶体缺陷对晶体性能的影响1.晶体缺陷与扩散、相变、塑性变形、再结晶、氧化、烧结等（工艺过程））有着密切关系。2.对强度/塑性/韧性等力学性能电磁热光等结构敏感的物理性能，有很大的影响。缺陷defects (Imperfections)在材料中的重要地位：(能）材料性质propertylperformance的决定性因素。01:103

3 01:10 1. 晶体缺陷与扩散、相变、塑性变形、再结晶、 氧化、烧结等（工艺过程）有着密切关系。 晶体缺陷对晶体性能的影响 2. 对强度/塑性/韧性等力学性能， 电\磁\热\光等结构敏感的物理性能，有很大的影响。 缺陷 defects (Imperfections) 在材料中的重要地位： 材料性质（能）property\performance 的决定性因素

It is theedefectsthat makesmaterials so interesting ,just likethe human being .Defects are at the heart ofmaterial science01:10

4 01:10 ◼ It is the defects that makes materials so interesting , just like the human being . ◼ Defects are at the heart of material science

按照缺陷区尺寸相对晶体的大小，晶体缺陷分为三类：线缺陷面缺陷点缺陷line defectPlanar defectPoint defect体缺陷：三维尺寸较大，如--空洞，气泡，沉淀相等

按照缺陷区尺寸相对晶体的大小， 晶体缺陷分为三类: 点缺陷 Point defect 线缺陷 line defect 面缺陷 Planar defect 体缺陷：三维尺寸较大， 如-空洞，气泡，沉淀相等

(1)空间三维方向上的尺寸都很小约为几个原子间距，又称零维缺陷点缺陷V间隙原子Pointdefect(2)包括：空位：vacancy间隙原子：interstitialatom置换原子：Displacedatom异类原子空位晶体中的点缺陷类型尺寸很小”？：一般与原子间距同一数量级

⑴空间三维方向上的尺寸都很小， 约为几个原子间距，又称零维缺陷。 ➢点缺陷 Point defect ⑵包括： 空位: vacancy 间隙原子: interstitial atom 置换原子: Displaced atom “尺寸很小”？：一般与原子间距同一数量级

（位错dislocation）线缺陷linedefect(1）某一方向上尺寸与晶体或晶粒的线度相当，而在其它方向上的尺寸可以忽略。(2)线缺陷就是各种类型的位错(dislocation)DislocationlineO

（1）某一方向上尺寸与晶体或晶粒的线度相当， 而在其它方向上的尺寸可以忽略。 ➢ 线缺陷 line defect （位错dislocation） （2）线缺陷就是各种类型的位错(dislocation)

位错的高分辨图像01:11

8 01:11 位错的高分辨图像

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（1）在共面的各方向上尺寸可与晶体或晶粒的线度相比拟，在穿过该面的任>面缺陷何方向上缺陷区的尺寸都远小于晶体或Planar晶粒的线度。defect表面surface、晶界grainboundary亚晶界sub-grainboundary错排夹角李晶界twinboundary层错stackingfault大角晶界相界phase boundary等。小角晶界错排夹角

（1）在共面的各方向上尺寸可与晶体 或晶粒的线度相比拟，在穿过该面的任 何方向上缺陷区的尺寸都远小于晶体或 晶粒的线度。 ➢面缺陷 Planar defect 表面surface、 晶界grain boundary、 亚晶界sub-grain boundary、 孪晶界twin boundary、 层错stacking fault 相界phase boundary 等