点缺陷和缺陷方程写法课件.pdfVIP

§2.3 晶体结构缺陷 回顾：完整晶体 定义—原子严格按照空间点阵位置排列而成的 晶体。 举例—简单立方晶体(晶胞的八个阵点完全被原子 占满，其他位置没有原子) 。 问题的提出：“金无足赤” 每“k”含金量为4.166%， 18k=18×4.166%=74.998%, 24k=24 ×4.166%=99.984% 1、定义 晶体缺陷 —对于理想晶体的各种偏离 。 2、分类 * 点缺陷 — 填隙原子、空位、杂质原子 线缺陷 — 位错（刃型位错和螺型位错） 面缺陷 — 表面、晶界、相界、堆垛层错 体缺陷 — 空洞、夹杂物 3、研究缺陷的意义  实际晶体存在缺陷(不利，有利）；  功能材料需要人为制造缺陷；  材料制备过程 → 质点扩散 → 缺陷 点缺陷(point defect) 一、点缺陷类型(type of point defect) 1. 几何位置(geometric position) 1.1 填隙原子(interstitial atom)： 原子进入晶体中正常 结点间的间隙位置。 1.2 空 位(vacancy)：正常结点没有被原子或离子占据。 1.3 杂质原子(impurity atom)：外来原子进入晶格。 点缺陷示意图 2. 产生原因(cause of produce) 弗仑克尔缺陷 热缺陷 肖特基缺陷 产生原因 杂质缺陷 非化学计量结构缺陷 2.1 热缺陷(thermal defect) 2.1 热缺陷(thermal defect) a. 定义：当晶体温度高于绝对0K时，由于晶格内原 a. 定义：当晶体温度高于绝对0K时，由于晶格内原 子热振动，使一部分能量较大的原子偏离 子热振动，使一部分能量较大的原子偏离 平衡位置造成缺陷。 平衡位置造成缺陷。 b. 特点：由原子热振动引起，缺陷浓度与温度有关。 b. 特点：由原子热振动引起，缺陷浓度与温度有关。 热缺陷： “弗仑克尔缺陷”与“ 肖特基缺陷” “弗仑克尔缺陷”与“ 肖特基缺陷” 以苏联物理学家雅科夫·弗仑克尔 （ЯковФренкель）名字命名 弗仑克尔缺陷 定义：正常结点上的原子（离子）跳入间隙，形成 间隙原子。 特点：空位与间隙粒子成对出现，体积不发生变化。 热缺陷示意图 以德国物理学家沃尔特·肖特基（Walter Schottky ）的名字命名 肖特基缺陷 定义：正常结点上的原子离开平衡位置迁移到晶 体表面，在原来位置形成空位。 特点：对于离子晶体，正、负离子空位数相等， 并伴随着晶体体积增加（新表面）。 2.2 杂质缺陷 a. 定义：外来原子进入晶体而产生的缺陷。 b. 特点：缺陷浓度与杂质含量有关，而与温度无关。 2.3 非化学计量结构缺陷 a. 定义：某些化合物的化学组成随周围环境变化而 发生组成偏离化学计量的现象。 b. 特点：由气氛或压力变化引起，缺陷浓度与气氛性质、 压力有关。 二、缺陷化学 二、缺陷化学 1. 定义：理论上定性定量地把材料中的点缺陷看作化 1. 定义：理论上定性定量地把材料中的点缺陷看作化 学实物，并用化学热力学原理来研究缺陷的 学实物，并用化学热力学原理来研究缺陷的 产生、平衡及其浓度等问题的一门学科。 产生、平衡及其浓度等问题的一门学科。 2. 适用范围：研究对象是晶体缺陷中的点缺陷，且点 2. 适