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什么是点缺陷-晶体学缺陷-定义

点缺陷具有原子尺寸,因此它们只发生在单个晶格点或其周围。它们没有在任何维度的空间中扩展。

如前所述晶体材料是指原子在大原子距离内以重复或周期排列的形式存在的材料,也就是说,存在长程顺序,在凝固时,原子将以重复的三维模式定位自己,其中每个原子都与最近的原子结合。但现实并非如此,真正的水晶从来都不完美.总有缺点。这些缺陷的影响并不总是不利的,而且通常通过引入特定缺陷的控制数量或数量而故意形成特定的特性。

点缺陷

点缺陷具有原子维度,使它们只发生在单个晶格点或其周围。它们没有在任何维度的空间中扩展。晶体中的点缺陷可分为三类主要缺陷。

  • 空位点缺陷空位缺陷.空位缺陷是由于在晶格位置上缺少原子造成的。周围环境的稳定性晶体结构保证相邻的原子不会在空位周围坍缩。空位型缺陷可能是由于晶化过程中填充不完善造成的,也可能是由于温度升高引起的原子热振动增加造成的。所有结晶固体都含有空位,事实上,不可能制造出没有这些空位的材料。一个空位(或离子固体中的一对空位)有时被称为一个肖特基缺陷.当带相反电荷的离子离开它们的晶格位置,产生空位时,这种点缺陷就形成了。这些空位是在化学计量单位中形成的,以保持离子固体中的整体中性电荷。
  • 取代缺陷-取代原子置换的缺陷.由于材料纯化方法的根本局限性,材料永远不会达到100%的纯度,这就必然会导致缺陷晶体结构.取代缺陷是由存在于晶格位置的杂质引起的。对于取代型,溶质或杂质原子取代或取代宿主原子.溶质和溶剂原子的若干特征决定了前者在后者中的溶解程度。这些表示为Hume-Rothery规则.根据这些规则,如果溶质和溶剂具有以下条件,则可能形成取代固溶体:
  • 间质缺陷-间质原子间质性缺陷.间隙缺陷是由位于间隙位置的杂质或其中一个晶格原子处于间隙位置而不是其晶格位置造成的。自间质是来自晶体的原子挤进一个间质位置。在金属中,自间质在周围晶格中引入了相对较大的变形和应力,因为原子比它所处的间质位置大得多。间隙缺陷通常是高能量构型,但这种缺陷的形成可能性不大。一些晶体中的小原子(大部分是杂质)可以占据没有高能量的间隙,比如氢。
  • 弗伦克尔缺陷-弗伦克尔对弗伦克尔缺陷。一个弗伦克尔缺陷或者一个弗伦克尔对是附近一对空位和一个间隙缺损。这是由于离子移动到间隙位置并产生空缺。它们的主要产生机制是通过粒子照射。弗伦克尔缺陷是高能中子造成的典型辐射损伤。A 1 MeV中子可能影响大约5000个原子。许多位移峰值的存在将改变被辐照材料的性质。位移峰值包含大量的空隙和晶格空缺。
引用:
材料科学:
  1. 美国能源部,材料科学部。DOE基础手册,第1卷和第2卷。1993年1月。
  2. 美国能源部,材料科学部。DOE基础手册,第2卷和第2卷。1993年1月。
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  8. 拉玛什,巴拉塔,《核工程概论》3d版,北京理工大学学报,2001,ISBN: 0-201-82498-1。

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晶体缺陷

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