一文看懂晶体缺陷

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晶体缺陷就是实际晶体中偏离理想结构的不完整区域。

根据晶体中结构不完整区域的形状及大小, 晶体缺陷常分为如下三类:

01

点缺陷

①脱位原子一般进入其他空位或者逐渐迁移至晶界或表面，这样的空位通常称为肖脱基空位或肖脱基缺陷。

②晶体中的原子有可能挤入结点的间隙，则形成另一种类型的点缺陷---间隙原子，同时原来的结点位置也空缺了，产生另一个空位，通常把这一对点缺陷（空位和间隙原子）称为弗兰克尔缺陷。

③置换原子缺陷等类型

点缺陷类型动图：

离子晶体的点缺陷

④离子晶体中点缺陷要求保持局部电中性，常见的两种点缺陷：

肖脱基缺陷：等量的正离子空位和负离子空位。

弗兰克尔缺陷：等量的间隙原子、空位。

离子晶体中的点缺陷动图：

⑤点缺陷源于原子的热振动，故其平衡浓度随着温度升高指数增加。

点缺陷数量明显超过平衡值时叫过饱和点缺陷，产生原因为淬火、辐照、冷塑性变形。

温度导致点缺陷变化动图：

位错攀移引起点缺陷的变化动图：

02

刃位错的形成

①刃型位错一晶体中半原子面边缘周围的原子位置错排区。

刃位错的形成动图：

②螺型位错——晶体中螺旋原子面轴线周围的原子位置错排区。

螺位错的形成动图：

③混合位错——原子位置错拝区中既有半原子面也有螺旋原子面的位错。

混合位错动图：

④位错的滑移

刃位错的运动动图：

螺位错的运动动图：

⑤位错的攀移

攀移运动动图：

攀移的原子模型：

⑥伯氏矢量的确定

先在有位错的晶体中用一闭合回路包围位错线，回路应远离位错中心晶格严重畸变区。再在理想晶体中作一相同回路，但该回路的终点与起点并不重合。从终点向起点作一矢量使两点相连，该矢量定义为该位错的柏氏矢量。

伯氏矢量的确定动图：

03

面缺陷

有晶界、孪晶界、相界、表面等分类。

孪晶界动图：

扭转晶界的形成动图：

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