在理想完整晶體中,原子按一定的次序嚴(yán)格地處在空間有規(guī)則的、周期性的格點上。但在實際的晶體中,由于晶體形成條件、原子的熱運動及其它條件的影響,原子的排列不可能那樣完整和規(guī)則,往往存在偏離了理想晶體結(jié)構(gòu)的區(qū)域。這些與完整周期性點陣結(jié)構(gòu)的偏離就是晶體中的缺陷,它破壞了晶體的對稱性。
晶體中存在的缺陷種類很多,根據(jù)幾何形狀和涉及的范圍?煞譃辄c缺陷、面缺陷、線缺陷幾種主要類型。
點缺陷:是指三維尺寸都很小,不超過幾個原子直徑的缺陷。主要有空位和間隙原子
空位是指未被原子所占有的晶格結(jié)點。間隙原子是處在晶格間隙中的多余原子。點缺陷的出現(xiàn),使周圍的原子發(fā)生靠攏或撐開,造成晶格畸變。使材料的強(qiáng)度、硬度和電阻率增加。所以金屬中,點缺陷越多,它的強(qiáng)度、硬度越高。
線缺陷:是指三維空間中在二維方向上尺寸較小,在另一維方面上尺寸較大的缺陷。屬于這類缺陷主要是位錯。什么是位錯呢?
位錯是晶體中的某處有一列或若干列原子發(fā)生了某種有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。
面缺陷:是指二維尺寸很大而第三維尺寸很小的缺陷。通常是指晶界和亞晶界。
晶界:晶粒之間的邊界稱為晶界。
亞晶界:亞晶粒之間的邊界叫亞晶界。
按缺陷的形成又可以分為本征缺陷和雜質(zhì)缺陷。
本征缺陷——由晶體本身偏離晶格結(jié)構(gòu)形成的缺陷,是由于晶格結(jié)點上的粒子的熱運動產(chǎn)生的,也稱熱缺陷。如:
空位缺陷:晶格結(jié)點缺少了某些原子(或離子)而出現(xiàn)了空位。
間充缺陷:在晶格結(jié)點的空隙中,間充有原子(或離子)。
錯位缺陷:在晶格結(jié)點上A類原子占據(jù)了B類原子所應(yīng)占據(jù)的位置。
非整比缺陷:晶體的組成偏離了定組成定律的非整比性的缺陷。
雜質(zhì)缺陷——雜質(zhì)粒子進(jìn)入晶體形成的缺陷,如雜質(zhì)粒子和間隙粒子缺陷。
晶體缺陷一般對晶體的化學(xué)性質(zhì)影響較小,而對晶體的一些物理性質(zhì)如導(dǎo)電性、磁性、光學(xué)性能及機(jī)械性能影響很大。
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