【文章內容簡介】 比肖脫基缺陷少的多?？瘴慌c間隙的形成離開平衡位置的原子有四個去處：1. 一是遷移到晶體表面或晶界的位置上，而使晶體內部留下空位（Schottky缺陷）2. 二是擠出點陣的間隙位置，而在晶體中同時形成數(shù)目相等的空位和間隙原子（Frenkel缺陷）3. 跑到其他空位上使空位消失或移位（空位遷移）。4. 空位和間隙原子相遇，兩缺陷同時消失。異類原子造成的點缺陷置換式：兩種原子半徑相當間隙式：異類小半徑原子特點：無論哪一類點缺陷，都會造成其附近的晶格畸變。在缺陷周圍產生彈性應力場，體系內能升高。由于離子平衡的電中性要求：肖脫基缺陷：同時移去一個正離子和一個負離子。弗蘭克爾缺陷：尺寸較小的離子擠入同號離子的位置，形成間隙離子和空位對。對于正負離子尺寸差異較大、結構配位數(shù)較低的離子晶體，小離子進入相鄰間隙的難度并不大，所以弗蘭克爾缺陷是常見點缺陷。對于結構配位數(shù)高，排列緊密的晶體，則肖脫基缺陷比較重要，而弗蘭克爾缺陷比較難形成。點缺陷是由熱振動引起的，是一種熱力學的平衡缺陷。一方面造成點陣畸變，使晶體的內能升高，降低了晶 體的熱力學穩(wěn)定性； 另一方面由于增大了原子排列的混亂程度，并改變了 其周圍原子的振動頻率，引起組態(tài)熵和振動熵的改變， 使晶體熵值增大，增加了晶體的熱力學穩(wěn)定性。這兩個相互矛盾的因素使得晶體中的點缺陷在一定的 溫度下有一定的平衡濃度。本征點缺陷：沒有外來雜質時，由組成晶體的基體原子 的排列錯誤而形成的點缺陷。例如：由于溫度升高引起的晶格原子的熱振動起伏產生的空位和間隙原子等是典型的本征點缺陷，他們的數(shù)目依賴于溫度，也稱熱缺陷。非本征點缺陷：由于雜質原子的引入而引起的缺陷。（1） 空位和間隙原子的生成能越大，其出現(xiàn)的幾率 越小； v（2） 溫度越高，產生空位和間隙原子數(shù)越多但在有些情況下 ，晶體中點缺陷濃度可高于平衡濃度，稱為過飽和點缺陷，或非平衡點缺陷。獲得過飽和點缺陷的方法有以下幾種：1. 高溫淬火2. 冷加工3. 輻照點缺陷對結構和性能的影響結構：無論哪種點缺陷的存在，都會使其附近的原子稍微偏離原結點位置才能平衡，即造成小區(qū)域的晶格畸變。性能：提高材料的電阻加速原子的擴散遷移密度、比容減小力學性能：強度提高，塑性下降蠕變：形成其他晶體缺陷：線缺陷（line defect）線缺陷是指晶體中二維尺度方向很小但在第三維尺度方向上較大的一種缺陷。位錯（dislocation）是理想空間點陣中存在的一種最典型的線缺陷。刃型位錯滑移區(qū)一般把多出的半原子面在滑移面上邊的稱為正刃 型位錯，用記號“┴”表示；而把多出在下邊的稱 為負刃型位錯，用記號“┬”表示。 刃型位錯位錯線EF與滑移矢量垂直，滑移 面是位錯線EF和滑移矢量所構成唯一平面。 位錯在其他面上不能滑移螺型位錯BC為已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交界處，即位錯線。 在BC線和aa39。線間的原子失去正常相鄰關系，連接則 成了一個螺旋路徑，該路徑所包圍的呈長管狀原子排 列紊亂區(qū)即成螺型位錯。，螺型位錯有左、右之分。 v右手法則：即以右手拇指代表螺旋的前進方向，其 余四指代表螺旋的旋轉方向。 v凡符合右手定則的稱為右螺型位錯；符合左手定則 的則稱為左螺型位錯。 ，原子錯排是呈軸對稱的。 v2. 螺位錯線與滑移矢量平行，故一定是直線，且位 錯線的移動方向與晶體滑移方向互相垂直。 3. 純螺位錯滑移面不唯一的。凡包含螺型位錯線的 平面都可為其滑移面，故有無窮個，但滑移通常在 原子密排面上，故也有限，但只有平行于 位錯線的切應變。 ，隨離位錯線距離的增加而 急劇減少，故它也是包含幾個原子寬度的線缺陷。 ，所有原來與位錯線相垂直的晶面 ，都將由平面變成以位錯線為中心軸的螺旋面。位錯線不能在晶體內部 中斷。 v位錯線：只能或者連接晶體表面(包括晶界)，或者連 接于其它位錯，或者形成封閉的位錯環(huán)。 伯氏矢量：表示位錯區(qū)原子的畸變特征，包括畸變的位置和畸變的程度。用表示伯格斯回路確定：先人為確定位錯的方向（一般規(guī)定位錯線垂直紙面時， 由紙面向外為正）。 按右手法則做柏氏回路，右手大拇指指位錯正方向，回路方向按右手螺旋方向確定。從實際晶體中任一原子M出發(fā)，避開位錯附近的嚴重畸變區(qū)作一閉合回路MNOPQ（不能經過位錯的中心區(qū)），回路的每一步連結相鄰原子。按同樣方法在完整晶體中做同樣回路，步數(shù)，方向與上述回路一致，這時終點Q和起點M不重合，由終點Q到起點M引一矢量QM 即為伯氏矢量b。柏氏矢量與起點的選擇無關，也與路徑無關。刃型位錯的柏氏矢量與位錯線垂直螺型位錯的柏氏矢量與位錯線平行 柏氏矢量的確定取決于觀察方向柏氏矢量（b）的物理意義與特征1. 表征了位錯周圍點陣畸變總積累2. 表征了位錯強度 b的模稱為。3. 位錯的許多性質 如能量，應力場，位錯受力等，也表示出晶體滑移的大小和方向。4. 利用柏氏矢量b與位錯線的關系，判定位錯類型。類型柏氏矢量位錯線運動方向晶體滑移方向切應力方向滑移面?zhèn)€數(shù)刃垂直于位錯線垂直于位錯線本身與b一致與b一致唯一螺平行于位錯線垂直于位錯線本身與b一致與b一致多個混合與位錯線成一定角度垂直于位錯線本身與b一致與b一致5. 刃型位錯正、負號用右手法則判定：1） 即以右手拇指、食指和中指構成一直角坐標； v2） 以食指－指向位錯線方向，中指－指向柏氏矢量b方向 ，則拇指代表多余半原子面方向。 3） 多余半原子面在上稱正刃型位錯，反之為負刃型位錯。柏氏矢量 b守恒性： 柏氏矢量與回路起點選擇、具體途徑、大小無關，或 在柏氏回路任意擴大和移動，只要不與原位錯或其他 位錯相遇，畸變總累積不變，其柏氏矢量是唯一的（ 守恒性）。推論1：一根不分叉的任何形狀的位錯只有一個柏氏矢量。一個位錯環(huán)只有一個柏氏矢量。推論2： 相交于一點的各位錯，同時指向結點或離開結點時，各位錯的柏氏矢量b之和等于0。（幾根位錯相遇于一點，朝向節(jié)點的各位錯柏氏 矢量 b 之和必等于離開節(jié)點各位錯柏氏矢量之和 ）。Σ b i ＝0推論2也可說：幾根位錯線相交于一點，其中 任一位錯的柏氏矢量等于其他各位錯的柏氏矢 量之和。推論3：從柏氏矢量特性可知，位錯線不能中斷于晶體的內部，而只能終止在晶體表面或晶界上，即位錯的連續(xù)性。在晶體內部，它只能自成封閉的環(huán)或與其他 位錯相遇于節(jié)點形成位錯網絡，或終止于晶 體表面。而柏氏矢量必須在晶向指數(shù) 的基礎上把矢量的模也表示出來，因此柏氏矢量的大 小和方向要用它在各個晶軸上的分量，即點陣矢量a， b和c來表示。對于立方晶系，a=b=c，所以柏氏矢量或滑移矢量可 用符號b=a/n［uvw］表示，n為正整數(shù)。 v步驟：將某個滑移矢量在晶胞坐標XYZ軸上的分量， 依次填入［］號內，再提取公因數(shù)1/n作為系數(shù)，放 在［］號前，使［］號內的數(shù)字為最小整數(shù)。［uvw］為矢量方向與表示晶體的晶向符號相同，不 同之處是多了a/n因子。柏氏矢量b的模 b=a/n［uvw］同一晶體中，柏氏矢量愈大，表明該位錯導致點陣畸 變愈嚴重，它所在處的能量也愈高。能量較高的位錯 通常傾向于分解為兩個或多個能量較低的位錯，并滿 足： b 1→ b 2＋ b 3， b 12＞ b 2 2＋ b 32，以使系統(tǒng)的自由能下 降。位錯運動方式：滑移和攀移。1）滑移：位錯線沿著滑移面的移動。2）攀移：位錯線垂直于滑移面的移動。刃位錯的運動：可有滑移和攀移兩種方式。 v螺位錯的運動：只作滑移、而不存在攀移螺位錯移動方向：與位錯線、柏氏矢量 b 垂直。 螺位錯滑移面：由位錯線與其柏氏矢量所構成平面。不論位錯如何移動，晶體滑移總是沿柏氏矢量相對 滑移，故晶體滑移方向就是位錯的柏氏矢量b方向， 產生寬度為一個柏氏矢量b的臺階攀移的實質：是多余半原子面的伸長或縮短。是通過 原子擴散實現(xiàn)的（滑移沒有原子擴散）。 常把多余