[化学]24缺陷和非整比化合物.pdf

材料化学 材料化学的理论基础 4 晶体缺陷 理想晶体结构,只有在特殊条件下才能得 到(如在卫星或宇宙飞船上,失重条件下生长). 实际生长晶体时，由于生长条件的波动 和外界条件的干扰，长出的真实晶体总是具 有缺陷。 缺陷本身具有不利的一面，但也有其有 利的一面。 材料化学 材料化学的理论基础 石墨的层状结构 材料化学 材料化学的理论基础 这些缺陷对于晶体的化学性质影响较小， 而对于许多物理性质（如电性能、磁性、光 学性能以及机械性能等）常常起决定性作用。 所以缺陷对晶体的利用有着重要意义。 材料化学 材料化学的理论基础 4.1 晶体点阵缺陷的分类 4.1 晶体点阵缺陷的分类 从几何的角度看，结构缺陷可分为 • 点缺陷（杂原子置换、空位、填隙原子） • 线缺陷（位错） • 面缺陷（堆垛层错、孪晶界面等） • 体缺陷（包裹杂质、空洞等） 其中以点缺陷最为普遍也最重要。 材料化学 材料化学的理论基础 点缺陷是指完整晶体中，个别离子或原子的排列 受到破坏而产生的缺陷。 包括空位、间隙原子、错位原子和杂质原子等。 图(a)中按晶体周期性排布 应该出现原子的地方没有 原子，形成了空位； (a)空位 材料化学 材料化学的理论基础 (b)杂质质点 (c)间隙质点 （b ）黑球为杂质原子 （c ）间隙位置被外来 即一种原子被另 原子占据。 一种原子置换； 点缺陷与材料的电学性质、光学性质、材 料的高温动力学过程等有关。 材料化学 材料化学的理论基础 ① 本征缺陷 本征缺陷是由于晶体本身结构不善所产生的缺陷。 有两种基本类型：• 肖脱基（Schottky） • 弗兰克尔（Frenkel ）缺陷 这两种缺陷能产生在所有的晶体中。 材料化学 材料化学的理论基础 肖脱基缺陷 • 原子空位(对金属晶体) □ • 离子空位(对离子晶体):阴离子和阳离子按化 学计量比同时空位， 例如在NaCl 晶体中，Na+和Cl－离子的空位数相等 材料化学 材料化学的理论基础 （a ）单质中的肖特基缺陷的 形成 材料化学 材料化学的理论基础 弗兰克尔缺陷 一种离子(或原子)移向晶格间隙,然后留下 空位。 这种缺陷最常发生在阳离子远小于阴离子或 晶体结构空隙较大的离子晶体中。 材料化学 材料化学的理论基础 弗仑克尔缺陷的形成（空位与