晶體缺陷ppt課件(2)(已修改)
2025-01-25 11:38 本頁面
【正文】 第 4章 晶體缺陷 晶體缺陷的分類 晶體缺陷的特征 質點嚴格按照空間點陣排列的晶體稱為理想晶體。溫度處于絕對零度時，才可能出現(xiàn)理想晶體。 溫度升高時，質點排列總會或多或少地偏離理想晶體中的周期性、規(guī)則性排列，實際晶體中存在著各種尺度上的結構不完整性。 了解和掌握各種缺陷的成因、特點及其變化規(guī)律，對于材料工藝過程的控制，材料性能的改善，新型結構和功能材料的設計、研究與開發(fā)具有非常重要意義。 晶體的缺陷主要有 點缺陷，線缺陷（位錯），面缺陷（晶界） 體缺陷（夾雜，沉淀） ? 4． 1 點缺陷 根據點缺陷在晶格中分布方式，其存在形式分為如下三種： 1．空位 在晶體正常晶格結點位置上，某個質點跑掉了，即正常晶格結點沒有被質點所占據，成為空結點，形成空位。 弗倫克爾（ Frenker）缺陷 晶體中正常晶格結點位置上的質點進入間隙位置，成為間隙質點，原來的結點位置留下了空位，稱之為弗倫克爾缺陷。特點： ① 為介穩(wěn)態(tài)； ② 空位與間隙質點成對出現(xiàn)； ③ 晶體體積不變，晶格常數不發(fā)生變化； ④ 缺陷的形成與復合（即間隙質點回到原來結點位置，使缺陷消失）是動態(tài)平衡，在一定溫度下有確定的平衡濃度； ⑤ 晶體結構中當正、負離子半徑相差較大或有較大空隙存在時較易形成。 1926年，弗倫克爾首先提出這種缺陷的存在，所以以其名來命名。 由于離開正常晶格結點位置的質點是擠進了正常晶格的結點間隙，所以間隙周圍晶體結構便產生畸變。 （ 1）質點進入間隙位置，要回到平衡位置并不容易，需克服一定的勢壘才能到平衡位置，所以是處于介穩(wěn)狀態(tài)； （ 2）間隙質點可能越過其周圍的勢壘回到原來的位置或進入附近的其他空位中，也可能再進入另一個間隙中去。 由于熱運動，新缺陷不斷產生，原缺陷不斷消失，從而處于一定的平衡狀態(tài)，即在一定溫度下，缺陷有對應的平衡濃度。 一般正負離子半徑相差較大或或結構中有較大空隙存在時易形成弗倫克爾缺陷，如 CaF2結構中存在立方體空隙，易形成弗倫克爾缺陷。 （ 2）肖特基（ Schottky）缺陷 正常晶格結點上的質點遷移到晶體的表面，在晶體內部正常格點上留下空位，稱之為肖特基缺陷。特點： ① 為介穩(wěn)態(tài)； ② 在晶體中只形成空位而沒有間隙質點； ③ 在離子晶體中，正、負離子空位成對產生；
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