材料科學(xué)綜合概述-資料下載頁
2025-01-01 23:42本頁面
【正文】 稱為置換原子（離格點(diǎn)位置上的原子（離子），稱為置換原子（離子）；也可進(jìn)入正常格點(diǎn)位置之間的間隙位置，子）；也可進(jìn)入正常格點(diǎn)位置之間的間隙位置，成為填隙的雜質(zhì)原子（離子）。成為填隙的雜質(zhì)原子（離子）。 點(diǎn)缺陷的名稱 l 無機(jī)非金屬材料中最重要也是最基本的結(jié)構(gòu)缺陷是點(diǎn)缺陷。根據(jù)點(diǎn)缺陷相對(duì)于理想晶格位置的偏差狀態(tài)，點(diǎn)缺陷具有不同的名稱：1. 填隙原子（或離子）：指原子（或離子）進(jìn)入正常格點(diǎn)位置之間的間隙位置，成為填隙原子（離子）；2. 空位：正常結(jié)點(diǎn)位置出現(xiàn)的原子或離子空缺；3. 雜質(zhì)原子（離子）：晶體組分以外的原子進(jìn)入晶格中，即為雜質(zhì)。雜質(zhì)原子可以取代晶體中正常格點(diǎn)位置上的原子（離子），稱為置換原子（離子）；也可進(jìn)入正常格點(diǎn)位置之間的間隙位置，成為填隙的雜質(zhì)原子（離子）。 熱缺陷的定義l 當(dāng)晶體的溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，晶格內(nèi)原子吸收能量，在其平衡位置附近熱振動(dòng)。溫度越高，熱振動(dòng)幅度加大，原子的平均動(dòng)能隨之增加。熱振動(dòng)的原子在某一瞬間可以獲得較大的能量，掙脫周圍質(zhì)點(diǎn)的作用，離開平衡位置，進(jìn)入到晶格內(nèi)的其它位置，而在原來的平衡格點(diǎn)位置上留下空位。這種由于晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動(dòng)而形成的缺陷稱為熱缺陷。熱缺陷類型? 按照離開平衡位置原子進(jìn)入晶格內(nèi)的不同位置，熱缺陷以此分為 二類： 1. 弗倫克爾缺陷 （ Frenkel） 離開平衡位置的原子進(jìn)入晶格的間隙位置，晶體中形成了弗倫克爾缺陷。弗倫克爾缺陷的特點(diǎn)是空位和間隙原子同時(shí)出現(xiàn)，晶體體積不發(fā)生變化，晶體不會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)空位而產(chǎn)生密度變化。 2. 肖特基缺陷 （ Schottky） 離開平衡位置的原子遷移至晶體表面的正常格點(diǎn)位置，而晶體內(nèi)僅留有空位，晶體中形成了肖特基缺陷。晶體表面增加了新的原子層，晶體內(nèi)部只有空位缺陷。肖特基缺陷的特點(diǎn)晶體體積膨脹，密度下降。線缺陷 —— 位錯(cuò) 晶體內(nèi)部偏離周期性點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的一維缺陷稱為 線缺陷 。晶體中最重要的一種線缺陷是 位錯(cuò) 。位錯(cuò)在晶體的范性與強(qiáng)度、斷裂、相變以及其他結(jié)構(gòu)敏感性問題中起著重要作用。一、位錯(cuò)的基本類型位錯(cuò)是晶體結(jié)構(gòu)中的一種缺陷，也可以說是原子排列的一種特殊組態(tài)。位錯(cuò)最簡(jiǎn)單、最基本的類型是 “刃位錯(cuò) ”和 “螺位錯(cuò) ”。刃位錯(cuò) (棱位錯(cuò)）螺位錯(cuò)位錯(cuò)線的特征；；，能量高，位錯(cuò)不是熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；，可能在體內(nèi)形成閉合線，可能在晶體表面露頭，不可能在體內(nèi)中斷。 刃型位錯(cuò)的特點(diǎn)是位錯(cuò)線 垂直 于滑移矢量 b； 螺型位錯(cuò)的特點(diǎn)是位錯(cuò)線 平行 于滑移矢量 b。 b又稱為伯格斯（ Burgers）矢量，它的模等于滑移 方向上的平衡原子間距，它的方向代表滑移方向。 除此之外，還存在位錯(cuò)線于滑移矢量既不平行又不垂直的混合型位錯(cuò)，如圖。 E處位錯(cuò)線與滑移矢量平行，是純螺型位錯(cuò)， F處的位錯(cuò)線與滑移矢量垂直，是純?nèi)行臀诲e(cuò)。其余位錯(cuò)線與滑移矢量既不平行又不垂 直，屬混合型位錯(cuò)，混合位錯(cuò)的原子排列介于刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)之間，可以分解為刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò) 。 面缺陷與體缺陷 晶體內(nèi)偏離周期性點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的二維缺陷稱為面缺陷，主要有層錯(cuò)、小角晶界、晶界、相界等。晶體內(nèi)部偏離周期性點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的三維缺陷稱為體缺陷，主要有包裹體、空洞、夾雜物，第二相等。一、層錯(cuò) 層錯(cuò)是在密排晶體中原子面的堆垛順序出現(xiàn)反常所造成的面缺陷。二、晶界 固體從蒸汽、溶液或熔體中結(jié)晶出來時(shí)，只有在一定條件下，例如有籽晶存在時(shí)，才能形成單晶，而大多數(shù)固體屬于多晶體。多晶是由許多小晶粒組成。這些小晶粒本身可以近似看作單晶，且在多晶體內(nèi)做雜亂排列。多晶體中晶粒與晶粒的交界區(qū)域稱為 晶界，三、小角晶界 晶界結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與相鄰晶粒的取向差有關(guān)，當(dāng)取向差小于 10?時(shí)，晶界稱為 小角晶界 ；當(dāng)取向大于 10?時(shí)晶界稱為 大角度晶界 。實(shí)際的多晶材料一般都是大角度晶界，但晶粒內(nèi)部的亞晶界則是小角晶界。 最簡(jiǎn)單的小角晶界是對(duì)稱傾斜晶界。圖中是簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)晶體中界面為（ 100）面的傾斜晶界，相當(dāng)于一系列平行的、伯氏矢量在 [100]方向上的刃型位錯(cuò)線。小角晶界具有阻止原子擴(kuò)散的作用。實(shí)驗(yàn)表明：沿著垂直于一個(gè)小角晶界中的位錯(cuò)擴(kuò)散，要比平行于位錯(cuò)的擴(kuò)散慢的多。并且通過晶界的擴(kuò)散，能控制晶體中某些沉淀反應(yīng)的速率。四、體缺陷 在體缺陷中比較重要的是 包裹體 。包裹體是晶體生長(zhǎng)過程中界面所捕獲的夾雜物。它可能是晶體原料中某一過量組分形成的固體顆粒，也可能是晶體生產(chǎn)過程中坩堝材料帶入的雜質(zhì)微粒。這是一種嚴(yán)重影響晶體性質(zhì)的體缺陷，如造成光散射，或吸收強(qiáng)光引起發(fā)熱從而影響晶體的強(qiáng)度。另一方面，由于包裹體的熱膨脹系數(shù)一般與晶體不同，在單晶體生長(zhǎng)的冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生體內(nèi)應(yīng)力，造成大量位錯(cuò)的形成。三、材料的性能特征性能功能物性四、材料工藝及其與結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系材料工藝過程材料工藝與材料結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系五、材料的強(qiáng)化機(jī)制?冷變形強(qiáng)化?細(xì)晶強(qiáng)化?固溶強(qiáng)化?多相強(qiáng)化?分散強(qiáng)化?馬氏體強(qiáng)化演講完畢，謝謝觀
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1