晶体缺陷 点缺陷PPT学习教案

1、会计学1 晶体缺陷晶体缺陷 点缺陷点缺陷 第1页/共21页 第2页/共21页 三、晶体缺陷的类型三、晶体缺陷的类型 （1 1）按几何形态分类：）按几何形态分类： 点缺陷点缺陷（在三维空间各方向上尺寸都很小，亦称为（在三维空间各方向上尺寸都很小，亦称为 零维缺陷零维缺陷 ，如空位、间隙原子和异类原子等，如空位、间隙原子和异类原子等 ）；）； 线缺陷线缺陷（在两个方向上尺寸很小，主要是位错（在两个方向上尺寸很小，主要是位错 ）；）； 面缺陷面缺陷（在空间的一个方向上尺寸很小，另外两个（在空间的一个方向上尺寸很小，另外两个 方向上尺寸较大的缺陷，如晶界、相界等方向上尺寸较大的缺陷，如晶界、相界等 ）

2、。）。 （2 2）按形成原因分类：）按形成原因分类： 热缺陷；热缺陷； 杂质缺陷；杂质缺陷； 非化学计量缺陷等。非化学计量缺陷等。 第3页/共21页 (a)(a)空空 位位 (b)(b)杂质质点杂质质点(c)(c)间隙质点间隙质点 第4页/共21页 (a) (b) 第5页/共21页 第6页/共21页 第7页/共21页 第8页/共21页 左图：陶瓷粉体左图：陶瓷粉体 右图：烧结后的陶瓷右图：烧结后的陶瓷 点缺陷的存在，可以提高扩散系数，促进陶瓷烧结；点缺陷的存在，可以提高扩散系数，促进陶瓷烧结； 面缺陷，陶瓷晶粒间的界面。面缺陷，陶瓷晶粒间的界面。 第9页/共21页 第10页/共21页 (a)(

3、a)空位空位(c)(c)间隙原子间隙原子 (b)(b)异类原子异类原子 （杂质质点）（杂质质点） 第11页/共21页 第12页/共21页 第13页/共21页 能量 + 能量 - n ne U=nu F= U-TS -TS F = U-TS F：自由能：自由能 U：内能：内能 T：温度：温度 S：熵：熵 第14页/共21页 平衡点缺陷平衡点缺陷 的浓度的浓度 kT u A N n C e e exp A：材料常数：材料常数 T：热力学温度：热力学温度 u: 该类型缺陷形成能该类型缺陷形成能 k：玻尔兹曼常数：玻尔兹曼常数 （1）点缺陷的平衡浓度与化学反映速率一样，随温度升高呈指数关）点缺陷的平衡

4、浓度与化学反映速率一样，随温度升高呈指数关 系增加。系增加。 （2）点缺陷）点缺陷的形成能也以指数关系影响点缺陷的平衡浓度。的形成能也以指数关系影响点缺陷的平衡浓度。 由于间隙原子的形成能要比空位高几倍，因此间隙原子的平衡由于间隙原子的形成能要比空位高几倍，因此间隙原子的平衡 浓度比空位低很多；在一般情况下，浓度比空位低很多；在一般情况下，晶体中自间隙原子点缺陷可忽晶体中自间隙原子点缺陷可忽 略不计略不计。 第15页/共21页 6 23 19 1037. 1 7731038. 1 1044. 1 expexp kT u A N n C e e 328 3 623 0 /1049. 8 54.63 1096. 810023. 6 m mM N N Cu Cu 解答：解答：已知：Cu原子的摩尔质量MCu=63.54g/mol； 500下Cu的密度Cu=8.96106g/m3） 首先确定1m3体积内 Cu原子的总数： 323628 /102 . 11037. 11049. 8mNCn ee 再求500下的 平衡空位浓度： 最后