运城学院：《材料科学基础》课程电子教案（PPT教学课件）第三章 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 THE END

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： THE END

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Interstitial atom 线缺陷 位错Dislocation 晶体缺陷 晶界Grain boundary 亚晶界Subgrain boundary 孪晶界Twin boundary 面缺陷 相界Phase boundary 堆垛层错Staking fault 表面Surface THE END

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 单个原子尺度上偏离完整排列 1.形减 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形成空位-间隙对 >杂质或溶质原子一间隙式（小原子）或置换式（大原子）

肖脱基缺陷 弗兰克耳缺陷 离子晶体中两种常见的点缺陷 离子晶体 中盾窝學子桌壁哈

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 体系熵值升高 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=nu △F=△U-T△S 0 ne n 自由能随点缺陷数量的变化 THE END

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： C。 ne=Aexp u N 1 式中，n。 平衡点缺陷数目 N 一晶体中的原子总数 A 一材料常数，通常取值为1 山 点缺陷形成能 k 玻尔兹曼常数，8.62×10-5ev/K 或1.38×1023J/K THE END

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