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缺陷有时候对材料性能是有害的 锗酸铋 (BGO) 单晶无色透明，在室温下有很强的发光性能，是性能优异的新一代闪烁晶体材料，可以用于探测 X 射线、? 射线、正电子和带电粒子等，在高能物理、核物理、核医学和石油勘探等方面有广泛的应用。 如果含有千分之几的杂质，单晶在光和 X 射线辐照下就会变成棕色，形成发射损伤，探测性能就会明显下降。因此，任何(点)缺陷的存在都会对 BGO 单晶的性能产生显著影响。So, BGO 单晶对纯度要求很高， 缺陷有时候对材料性能又是有利的 彩色电视荧光屏中的蓝色发光粉的主要原料是硫化锌 (ZnS) 。在硫化锌晶体中掺入约 0.0001% 的AgCl，Ag+ 和 Cl? 分别占据ZnS晶体中 Zn2+ 和 S2? 的位置，形成晶格缺陷，破坏了晶体的周期性结构，使得杂质原子周围的电子能级与基体不同。这种掺杂的ZnS晶体在阴极射线的激发下可以发出波长为 450 nm 的荧光。 低于熔点的温度下，晶体总体上能保持其空间点阵结构。但实际上，只要晶体的温度高于热力学零度，晶格内的原子就会吸收并具有能量，并在其平衡位置附近做热运动。温度越高，热振动幅度越大，原子的平均动能也会随之增加。 如果热振动的原子在某一瞬间获得较大的能量，就会挣脱周围质点的作用，离开平衡位置，进入到晶格内的其它位置形成间隙原子，而在原来的平衡格点位置上留下空位。 空位与间隙离子成对出现，数量相等，故晶体体积一般不会发生变化。 间隙较大的晶体，有利于该缺陷的形成。 肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷之间的重要差别之一，在于前者的生成需要一个像晶界、位错或表面之类的晶格混乱区域，使得内部的质点能够逐步移到这些区域，并在原来的位置上留下空位，但弗仑克尔缺陷的产生并无此限制。 ※ 非整比离子化合物与非化学计量缺陷 非整比离子化合物 常见化合物都具有严格的化学计量比，是建立在道尔顿（Dalton）原子-分子论的基础上，表现的化学定律即定组成定律（定比定律）。定组成定律是18世纪末，法国药剂师普鲁斯特（Joseph Louis Proust，1754-1826）建立：每种化合物都有完全确定的组成，不因制备方法与来源不同而改变。 推论：若干元素的原子组成化合物时，这些元素的原子数可以用一组较小的互质整数来表示—定比化合物（道尔顿化合物、化学计量化合物、化学整比化合物、Stoichimetry）。 缺陷反应方程 在金属氧化物 MO 中形成 Schottky 缺陷，相应的缺陷反应方程为： 缺陷反应方程 TiO2在还原气氛中失去部分氧，生成TiO2?x。相应的缺陷反应方程为： 缺陷反应方程 CaCl2溶解到KCl中有三种可能性 实际晶体中可同时产生刃位错和螺位错。 在位错处可能聚集一些杂质原子，这也是一类线缺陷。 位错区域有很大的应力集中，在所有缺陷中，位错对于材料的力学性能影响最大。 由于位错线附近具有比其它区域大的能量，因此对很多固体反应会产生不同程度的影响。如： 光分解反应— 位错为成核的源头吸附与催化反应— 位错露头之处为催化反应活性中心。 注意 正攀移产生间隙原子，负攀移产生空位，并且这一间隙原子或空位都有可能迁移到界面或表面，或晶体的任何地方。 升高温度，攀移增加；外力对攀移有影响。 作用于半原子面上的拉应力，增大半原子面，有利于负攀移；而压应力则利于正攀移。 位错及其运动、分布、密度对材料的机械、电学、光学、磁学、超导等性质均有很大的影响。 2.4.3 面缺陷 Planar Defect 绝大多数晶态材料都是以多晶体的形式存在的。 多晶体中不同取向的晶粒之间的界面称为晶界。 晶界附近的原子排列比较紊乱，构成了面缺陷。 面缺陷是一个方向上尺寸很小，两个方向上尺寸很大的缺陷。 另一类面缺陷 ? 堆跺层错 如果紧密堆积排列的原子平面逐层堆放时，堆跺的顺序发生错误，如在立方最紧密堆积时出现 ABCABC/BCABC 这样的缺少一个 A 原子层的情况，就形成了堆跺层错，也是一类面缺陷。 因此，固溶体可以被看成是晶态固体形成的“溶液”，由溶剂和溶质构成，为多组元体系，组元间以原子尺度相混合，故为均相的。其中溶剂是一种晶态固体，并且在形成固溶体前后晶格类型保持不变。 在 Al2O3 晶体中溶入 Cr2O3，由于 Cr3+ 产生受激辐射，使得原来没有激光性能的白宝石 (?-Al2O3) 变为了有激光性能的红宝石。 碳钢中的铁素体是 C 在 ?-Fe 中的填隙固溶体，属BCC结构。C 只是随机地填入其间的一些八面体空隙。 如果 C 的填隙呈有序状态，所得到的结构就成为BCC结构。相应形成的是马氏体。马氏体的硬度、强度比铁素体高，但塑性变差了。 形成置换型固溶体固的影响因素（1）原子半径/离子尺寸，