FH3-12晶体缺陷课件.ppt

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任课教师:付华
FundamentalsofMaterialsScience
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1
绪论第一章原子结构与结合键
第二章材料的结构
第三章晶体结构缺陷
第四章晶态固体中的扩散
第五章相平衡与相图
第六章材料的凝固
第七章晶态固体材料中的界面
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2
第三章晶体结构缺陷
第一节点缺陷
第二节位错的结构
第三节位错的运动
第四节位错的应力场
第五节位错与晶体缺陷间的交互作用
第六节位错的增殖、塞积与交割
第七节实际晶体中的位错
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、相变、塑性变形、再结晶、
氧化、烧结等有着密切关系。
按照缺陷区尺寸相对晶体的大小,
晶体缺陷分为以下三类:
点缺陷
Pointdefect
线缺陷
linedefect
面缺陷
Planardefect
晶体缺陷对晶体性能的影响
对屈服强度、断裂强度、塑性、电阻率、
磁导率等结构敏感的性能,有很大的影响。
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5
⑴空间三维方向上的尺寸都很小,
约为几个原子间距,又称零维缺陷。
点缺陷Pointdefect
⑵包括:
空位:vacancy
间隙原子:interstitialatom
置换原子:Displacedatom
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6
(1)某一方向上尺寸与晶体或晶粒的线度相当,
而在其它方向上的尺寸可以忽略。
线缺陷linedefect(位错dislocation)
(2)线缺陷就是各种类型的位错(dislocation)。
原子错排是一个管状原子畸变区,
直径为3~5个原子间距,
长数百个原子间距以上。
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(1)在共面的各方向上缺陷的尺寸可与晶体或晶粒的线度相比拟,而在穿过该面的任何方向上缺陷区的尺寸都远小于晶体或晶粒的线度。
面缺陷Planardefect
表面surface、
晶界grainboundary、
亚晶界sub-grainboundary、
孪晶界twinboundary、
层错stackingfault
相界phaseboundary等。
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空位的类型:(1)肖脱基缺陷(Schottky):原子迁移到外表面/晶界,只形成空位而不形成等量的间隙原子。(2)弗兰克空位(Franker):同时形成等量空位和间隙。
动态
Franker空位
Schottky空位
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离子晶体中的点缺陷:
Franker空位:等量的正离子空位/间隙。
Schottky空位:
等量的
正/负离子
空位。
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二、点缺陷的平衡浓度
空位形成能:
空位破坏了周围原子结合状态,
使局部能量升高,
高出的能量称为“空位形成能”。
空位的出现提高了体系的熵值:振动熵和组态熵.
平衡空位浓度:
体系的自由能最低时,晶体处于平衡稳定状态,
晶体中存在的空位浓度。
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