固體中的點缺陷ppt課件(已修改)
2025-05-18 22:05 本頁面
【正文】 第五章 固體中的點缺陷 51 缺陷的分類 52 缺陷的表示符號 53 本征缺陷 54 雜質(zhì)缺陷 55 電子和空穴 56 點缺陷的局域能級 57 缺陷的 締 合 理想的完善晶體：由等同的原子或原子集團，按照一定的點陣結(jié)構(gòu)，在三維方向構(gòu)成一個規(guī)整的、周期性的原子序列，這樣所形成的晶體是一種理想的完善的晶體。 理想的晶體除了可以作為理論模型之外， 在技術(shù)上沒什么用處 偏離理想的不完善的晶體，一些結(jié)構(gòu)和組成中 存在有某些缺陷的晶體，具有重要的理論意義 和實際價值。 固相中的化學(xué)反應(yīng)只有通過缺陷的運動（擴散） 才能發(fā)生和進行，晶體中的缺陷決定著固體物質(zhì) 的化學(xué)活性，而且各種缺陷還規(guī)定了晶體的光學(xué)、 電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)等方面的性質(zhì)， 可以使晶體構(gòu)成重要的技術(shù)材料。 不管是工業(yè)技術(shù)部門還是基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域， 都涉及到固體缺陷的理論研究和應(yīng)用研究的問題。 缺陷的化學(xué)是固體化學(xué)的核心問題。 固體中缺陷的含量一般約為基質(zhì)材料的萬分之幾 或更少一些，僅采用 X射線衍射或化學(xué)分析的手段， 不能發(fā)現(xiàn)和確證缺陷的存在的，早期對于固體缺陷 的認識，主要是來源于對于固體性質(zhì)的研究， 如電導(dǎo)、光電導(dǎo)、光的吸收和發(fā)射，以及對于固體 物質(zhì)反應(yīng)動力學(xué)的研究。 現(xiàn)在除了繼續(xù)通過物性深入地研究固體的缺陷同時， 還運用了許多現(xiàn)代的物理實驗技術(shù)，更直接地觀測 和研究固體中的缺陷及其運動。 ? 固體中的缺陷包括從原子、電子水平的微觀缺陷到顯微缺陷。從缺陷的尺寸來看，可以分為以下幾類： 缺陷的分類 (1)點缺陷，零維缺陷 (2) 線缺陷，一維缺陷 (3) 面缺陷，二維缺陷 (4) 體缺陷，三維缺陷 (5) 電子缺陷 零維缺陷 (點缺陷 ) 零維缺陷 雜質(zhì)點缺陷 本征點缺陷 取代缺陷 間隙缺陷 空位缺陷 錯位缺陷 點缺陷問題是固體化學(xué)所要研究的主要課題 和核心問題 一維缺陷 (線缺陷 ) 一維缺陷 位錯處的雜質(zhì)原子 位錯 刃位錯 螺旋位錯 具有刃位錯的點陣圖 刃位錯：當(dāng)晶體中有一個晶面在生長過程中中斷了， 便在相隔一層的兩個晶面之間造成短缺一部分晶面 的情況，或者就象在兩個相鄰的晶面之間插進了一 個不完整的晶面一樣，使晶體中的一部分原子受到 擠壓，而另一部分原子受到拉伸，這種缺陷叫做刃位錯。 具有螺位錯的點陣圖 Q是滑移面 螺型位錯：晶面的生長并未中斷，但是它是斜面地 繞著一根軸線盤旋生長起來的，每繞軸線盤旋一圈， 就上升一個晶面間距，這種缺陷叫做螺型位錯 . 二維缺陷 (面缺陷 ) 二維缺陷 堆垛層錯 小角晶粒間界 孿晶界面 晶粒間界 多晶體： 每一個晶粒是一個單晶體，許多單晶顆粒體組成的固體叫多晶體。 多晶體中不同取向的晶粒之間的界面稱之為 晶粒間界，是由許多晶核形成的晶粒聚集體時 造成的。 晶粒間界 晶粒間界附近的原子排列比較紊亂，界面上 沒有足夠的原子去組成完善的點陣序列核形 成完全的價鍵，存在有懸空鍵。 晶粒間界的交錯處以及位錯處是催化反應(yīng)的活性中心。 堆垛層錯 堆垛層錯 當(dāng)緊密排列的原子平面一層層堆放時，堆垛的順序發(fā)生 錯誤，形成堆垛層錯。 三維缺陷 (體缺陷 ) 三維缺陷 空 洞 包藏雜質(zhì) 沉 淀 體缺陷和基質(zhì)晶體已經(jīng)不屬于同一物相，是異相缺陷。 電子缺陷 電子缺陷 價帶空穴 導(dǎo)帶電子 在固體化學(xué)中，主要研究的對象是點缺陷，討論點缺陷的生成，點缺陷的平衡，點缺陷的存在所引起的固體中載流子（電子和空穴）的變化，點缺陷對固體性質(zhì)的影響，以及如何控制固體中點缺陷的種類和濃度等問題。 缺陷的表示符號 KrogerVink(克羅格 文克 )表示符號 : 點缺陷名稱 ? ?缺陷在晶體中所占的格位 ?點缺陷所帶有效電荷 ? 中性 ? 正電荷 ， 負電荷 缺陷的表示符號 ? 空位缺陷用符號 V表示； ? 雜質(zhì)缺陷則用該雜質(zhì)的元素
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