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1、Chapter2Detfectsincrystals(CryStallineimperfections)智体中的缺略RealitycrystalsareneverperfectandcontainVarioustypesofimperfectionsanddefectswhichaffectmanyoftheirpRysicalandzechazicalPrOperties,whichinturnaffectmanyimportantegineerigProperfiesofmaterialssuchasthecold疙rmaDilityaalloys,Romogenizafioz,Dprec
2、ipilatiom,5Jce-Rardenizg,theeiectromicconductiyity。个Selicoductors,抚erale0figration0fQtfozs讫Qlloys,andecoryrosionofetals.Crystallatticeimperfectionsareclassifiedaccordingtotheirgeometryandshape.Thethree_maindivisionsare(1)zero-dimensionpointfdefects(炜统胺,(2)one-dimensionorinedejects(线狠肌)(aQisglocation
3、s价线,and(3)two-dimensiondefects(面缺陷-whichinciudeexternalsurfaceandinternalgrainDoudaries脘切),Three-dimensionmacroscopicorbulkdefectscouldalsobeincluded.Examplesofthesedefectsarepores,cracks,andforeigninclusions.2.1PointdefectsVacaneyInterstitalcy(0Therearetwotypesofpointdefectsincrystals:vacancy(穿传and
4、intferstifialaloms间隙原子)(interstitial5).Formationofpointdefects晶体中的原子并非固定不动,而是以各自的平衡位置为中心不停的做热振动,随着温度的升高,热振动的振幅和频率都将加大。、当树些原子振动的能量高到足够克服周围的原子束缝的时候,它们便有可能脱离原来的平街位置,迁移到再个新肘位亘,与此同时在最札的位置上产生一个空以。离位原子有三个去处:、迁移到晶界或者表面。挤入到晶体的间隙位置。进入其他空位中(肖脱基(Schottky缺陷晶体中存在着晶格空位,这种空位是晶体内部格点上的原子或离子通过接力运动移到表面格点位置后在晶体内所留下的空位。这
5、种晶体空位称为肖脱基缺陷。(2费伦克尔(Frenkel)缺陷如果晶体内部格点上的原子或离子移到晶格间隙位置形成间隙原子,同时在原来的格点位置上留下空位,那么晶体中将存在等浓度的昕格空位和填隙原子。这种空位-间隙原子对称为贺仑克尔银陷(3间隙原子缺陷它是晶体格点原子运动到晶体的间隙位置。形成填隙缺陷需要更大的能量,除小半径杂质原子外,一般不易单独形成此种缺陷。SchottkyandFrankelimperfections:SchottkyandFrankelimperfections:“_8“_8_“_6自匕a。心.巍_【蕊诀顺胁0JJleLLg-|1,66s-p诊荣林、15国c“1Thepre
6、sence_ofthesedefectsinioniccrystalsincreasestheirelectricalconductivity.interstitlalatomsVacanciesmaybeproducedduringsolidificationasaTesultoflocaldisturbancesduringthegrowthofcCrystals,orthey“maybecreatedbyatomicTearrangementinanexistingcrystalduetoatomicmobility.Vacanciesareequilibriumdefectsinmetals,andtheirenergyofformationisabout1eV(thatforinterstitialsis4eV),、InmetalstheequilibriumConcentrationofVacanciesrarelyexceedsabout1in10.000atomt.点缺陷与线缺陷和面缺陷的一个主要区别在于点缺陷是一种热力学稳定的缺陷,在晶体中,点缺陷始终处于不断产生和消失的过程中,最终达到一个稳定的平衡值,此时晶体中点缺陷数目不变,可以通过统计热力学的方法进行计算。两种点缺陷中,空位具有比较小的畸变能。
