第二章第六節(jié)

1、2-6 固體中的原子無序固體中的原子無序 Imperfections in Solids Solid Solution (alloys) substitutional and interstitial Defects in Crystals Point Linear Interfacial Bulk Noncrystalline Diffusion 2 2-6 固體中的原子無序固體中的原子無序 (Imperfections in Solids) 2-6-1 固溶體固溶體(Solid Solution)： 外來組分原子（或離子、分子）分布在基質(zhì)晶體晶格內(nèi)，類似溶外來組分原子（或離子、分子）分布在

2、基質(zhì)晶體晶格內(nèi)，類似溶質(zhì)溶解在溶劑中一樣，并不破壞晶體的結(jié)構(gòu)，仍舊保持一個晶相。質(zhì)溶解在溶劑中一樣，并不破壞晶體的結(jié)構(gòu)，仍舊保持一個晶相。(1) DefinitionSolvent 溶劑溶劑Solute溶質(zhì)溶質(zhì) 一個（或幾個）一個（或幾個） 組元的原子（化合物）溶入組元的原子（化合物）溶入另一個組元的晶格中，而仍另一個組元的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型保持另一組元的晶格類型的的固態(tài)晶體。固態(tài)晶體。固溶體固溶體3(2) Characteristic 有一定的成分范圍有一定的成分范圍 solid solubility 溶質(zhì)和溶劑原子占據(jù)一個共同溶質(zhì)和溶劑原子占據(jù)一個共同的晶體點陣，點陣類型和

3、溶劑的點的晶體點陣，點陣類型和溶劑的點陣類型相同陣類型相同。 具有比較明顯的金屬性質(zhì)具有比較明顯的金屬性質(zhì)（對金（對金屬固溶體來說）屬固溶體來說）基本基本 特征特征4(3) Classification按溶質(zhì)原子在點按溶質(zhì)原子在點陣中的位置陣中的位置Substitutional solid solutionInterstitial solid solution 分類分類按各組元原子分按各組元原子分布的規(guī)律性布的規(guī)律性 Disordered solid solutionOrdered solid solution按固溶度按固溶度Finite solid solutionInfinite soli

4、d solution 5Nonstoichiometric2.5.1 置換型固溶體置換型固溶體1) 置換型固溶體置換型固溶體substitutional solid solution由溶質(zhì)原子代替一部分溶劑原子而占據(jù)著溶劑晶由溶質(zhì)原子代替一部分溶劑原子而占據(jù)著溶劑晶格某些結(jié)點位置所組成。格某些結(jié)點位置所組成。 置換型固溶體的溶質(zhì)和溶劑可以任意比例互溶，因此屬于無限固溶體（或稱連續(xù)固溶體6形成置換固溶體的影響因素形成置換固溶體的影響因素形成置換固溶體的影響因素1. 原子或離子尺寸的影響原子或離子尺寸的影響 Hume-Rothery經(jīng)驗規(guī)則經(jīng)驗規(guī)則2. 晶體結(jié)構(gòu)類型的影響晶體結(jié)構(gòu)類型的影響 3.

5、離子類型和鍵性質(zhì)離子類型和鍵性質(zhì)4. 電價因素電價因素7Hume-Rothery經(jīng)驗規(guī)則以以r1和和r2分別代表半徑大和半徑小的溶劑分別代表半徑大和半徑小的溶劑(主晶相主晶相)或或溶質(zhì)溶質(zhì)(雜質(zhì)雜質(zhì))原子原子(或離子或離子)的半徑，的半徑，當(dāng)當(dāng) 時，溶質(zhì)與溶劑之間可以形成連續(xù)時，溶質(zhì)與溶劑之間可以形成連續(xù)固溶體；固溶體；當(dāng)當(dāng) 時，溶質(zhì)與溶劑之間只能形成時，溶質(zhì)與溶劑之間只能形成有限型固溶體；有限型固溶體；當(dāng)當(dāng) 時，溶質(zhì)與溶劑之間很難形成固溶時，溶質(zhì)與溶劑之間很難形成固溶體或不能形成固溶體，而容易形成中間相或化合物。體或不能形成固溶體，而容易形成中間相或化合物。因此因此r愈大，則溶解度愈小。愈大

6、，則溶解度愈小。 15. 0121rrrr%30121rrrr%30%15121rrrr1.原子或離子尺寸的影響原子或離子尺寸的影響 Hume-Rothery經(jīng)驗規(guī)則經(jīng)驗規(guī)則這是形成連續(xù)固溶體的必要條件，這是形成連續(xù)固溶體的必要條件，而不是充分必要條件。而不是充分必要條件。8電價因素 一般來說，兩種固體只有在離子價相同或同號離子的離一般來說，兩種固體只有在離子價相同或同號離子的離子價總和相同時，才可能滿足電中性的要求，生成連續(xù)子價總和相同時，才可能滿足電中性的要求，生成連續(xù)固溶體。固溶體。 例如，例如，NiO-MgO系統(tǒng)中，兩種正離子的半徑差小于系統(tǒng)中，兩種正離子的半徑差小于15%，而且價態(tài)相

7、同，可形成連續(xù)固溶體。而且價態(tài)相同，可形成連續(xù)固溶體。 在硅酸鹽晶體中，常發(fā)生復(fù)合離子的等價置換，如在硅酸鹽晶體中，常發(fā)生復(fù)合離子的等價置換，如Na+ + Si4+ = Ca2+ + Al3+，使鈣長石，使鈣長石CaAl2Si2O6和鈉長石和鈉長石NaAlSi3O8能形成連續(xù)固溶體。又如，能形成連續(xù)固溶體。又如，Ca2+ = 2Na+，Ba2+ = 2K+常出現(xiàn)在沸石礦物中。常出現(xiàn)在沸石礦物中。2.電價因素電價因素9Ionic solid solutionMgO的結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)中Mg2+離子被離子被Fe2+離子所取代。離子所取代。條件：條件：1. 半徑相近半徑相近 2. 電荷數(shù)相同電荷數(shù)相同Ca

8、2+能取代能取代Mg2+嗎？嗎？ Li+ 能取代能取代Mg2+嗎？嗎？Ionic solid solution10離子類型和鍵性3. 離子類型和鍵性離子類型和鍵性化學(xué)鍵性質(zhì)相近，化學(xué)鍵性質(zhì)相近，即取代前后離子周圍離子間鍵性相近，即取代前后離子周圍離子間鍵性相近，容易形成固溶體。容易形成固溶體。r(Si4+)=0.26埃，埃，r(Al3+)=0.39埃，相差達埃，相差達45%以上，電價又不以上，電價又不同，但同，但SiO、AlO鍵性接近，鍵長亦接近，仍能形成固溶鍵性接近，鍵長亦接近，仍能形成固溶體，在鋁硅酸鹽中，常見體，在鋁硅酸鹽中，常見Al3+置換置換Si4+形成置換固溶體的現(xiàn)象。形成置換固溶

9、體的現(xiàn)象。11晶體結(jié)構(gòu)類型的影響4.晶體結(jié)構(gòu)類型的影響晶體結(jié)構(gòu)類型的影響若溶質(zhì)與溶劑晶體結(jié)構(gòu)類型相同，能形成連續(xù)若溶質(zhì)與溶劑晶體結(jié)構(gòu)類型相同，能形成連續(xù)固溶體，這也是形成連續(xù)固溶體的必要條件，固溶體，這也是形成連續(xù)固溶體的必要條件，而不是充分必要條件。而不是充分必要條件。NiO-MgO都具有面心立方結(jié)構(gòu)，且都具有面心立方結(jié)構(gòu)，且r15%，可形成連續(xù)固溶體；可形成連續(xù)固溶體；MgO-CaO兩兩結(jié)構(gòu)不同，只能形成有限型固溶兩兩結(jié)構(gòu)不同，只能形成有限型固溶體或不形成固溶體。體或不形成固溶體。12 2）間隙型固溶體間隙型固溶體 (Interstitial solid solution) ： 較小的原子

10、進入晶格間隙形成的固溶體 影響因素影響因素： A 晶格結(jié)構(gòu)的空隙大小空隙大小 B 間隙離子進入后需空位或其它高價反電荷離子 以置換方式平衡電中性電中性。（YF3CaF2） Figure 2.68 3）非化學(xué)計量化合物）非化學(xué)計量化合物 (Nonstoichiometric)： 組分比偏差于偏差于化學(xué)式的化合物 （含變價離子） 實質(zhì)是由金屬的高氧化態(tài)和低氧化態(tài)高氧化態(tài)和低氧化態(tài)形成的固溶體 其電中性電中性(electroneutrality)由空孔或間隙離子平衡 固溶體的理論密度理論密度： c = N A V NA N、V 分別為晶胞的原子數(shù)和體積 A 為固溶體平均相對原子質(zhì)量 NA為阿佛伽德羅

11、常數(shù) 測定固溶體實際密度實際密度 e 若若: c e : 間隙式間隙式 c = e : 置換式置換式 c e : 缺位式缺位式 （缺陣點原子）（缺陣點原子）固溶體的固溶體的判斷判斷16Classification點缺陷點缺陷（零維）（零維）晶體缺陷晶體缺陷線缺陷線缺陷（一維）（一維）體缺陷體缺陷（三維）（三維）面缺陷面缺陷（二維）（二維）162-6-2 晶體結(jié)構(gòu)缺陷晶體結(jié)構(gòu)缺陷 (Defects in Crystals) 17點缺陷是在晶體晶格結(jié)點上或鄰近區(qū)域偏離其正點缺陷是在晶體晶格結(jié)點上或鄰近區(qū)域偏離其正常結(jié)構(gòu)的一種缺陷，它在三個方向的尺寸都很小，常結(jié)構(gòu)的一種缺陷，它在三個方向的尺寸都很小

12、，屬于零維缺陷，只限于一個或幾個晶格常數(shù)范圍屬于零維缺陷，只限于一個或幾個晶格常數(shù)范圍內(nèi)。內(nèi)。 172.6.2.1 點缺陷點缺陷Point Defect（1）點缺陷種類）點缺陷種類 空位空位（vacancy）正常結(jié)點沒正常結(jié)點沒有被原子或離子所占據(jù)，成為空有被原子或離子所占據(jù)，成為空結(jié)點。結(jié)點。 間隙原子間隙原子（interstitial atom）原子進入晶格中正常結(jié)點之間原子進入晶格中正常結(jié)點之間的間隙位置。的間隙位置。 置換式雜質(zhì)原子置換式雜質(zhì)原子（substitutional impurity atom）外來原子進外來原子進入晶格，取代原來晶格中的原子入晶格，取代原來晶格中的原子而進入

13、正常結(jié)點的位置而進入正常結(jié)點的位置 間隙式雜質(zhì)原子間隙式雜質(zhì)原子（interstitial impurity atom）外來原子進外來原子進入點陣中的間隙位置，成為雜質(zhì)入點陣中的間隙位置，成為雜質(zhì)原子。原子。 熱缺陷熱缺陷雜質(zhì)缺陷雜質(zhì)缺陷1819點缺陷因素點缺陷因素a. 熱缺陷熱缺陷缺陷化學(xué)的基本假設(shè)：缺陷化學(xué)的基本假設(shè)：exp(/)ddBNNEk T 將晶體看作稀溶液，將缺陷看成溶質(zhì)，用熱力學(xué)的將晶體看作稀溶液，將缺陷看成溶質(zhì)，用熱力學(xué)的方法研究各種缺陷在一定條件下的平衡。也就是將方法研究各種缺陷在一定條件下的平衡。也就是將缺陷看作是一種化學(xué)物質(zhì)，它們可以參與化學(xué)反缺陷看作是一種化學(xué)物質(zhì)，它

14、們可以參與化學(xué)反應(yīng)應(yīng)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)，一定條件下，這種反應(yīng)達到平準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)，一定條件下，這種反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。衡狀態(tài)。 點缺陷的平衡數(shù)目點缺陷的平衡數(shù)目Nd與體系的溫度和原子在晶格中與體系的溫度和原子在晶格中受到的束縛力有關(guān)：受到的束縛力有關(guān)：192020 晶體中，位于點陣結(jié)點上的原子并非靜止的，而晶體中，位于點陣結(jié)點上的原子并非靜止的，而是以其平衡位置為中心作熱振動。是以其平衡位置為中心作熱振動。 原子的振動能是按幾率分布，有起伏漲落的。原子的振動能是按幾率分布，有起伏漲落的。當(dāng)某一原子具有足夠大的振動能而使振幅增大當(dāng)某一原子具有足夠大的振動能而使振幅增大到一定限度時，就可能克服周圍原子對它的制到

15、一定限度時，就可能克服周圍原子對它的制約作用，跳離其原來的位置，使點陣中形成空約作用，跳離其原來的位置，使點陣中形成空結(jié)點（空位）。結(jié)點（空位）。21 熱振動的原子在某一瞬間可以獲得較大的能量，掙脫周圍熱振動的原子在某一瞬間可以獲得較大的能量，掙脫周圍質(zhì)點的作用，離開平衡位置，進入到晶格內(nèi)的其它位置形質(zhì)點的作用，離開平衡位置，進入到晶格內(nèi)的其它位置形成間隙原子，而在原來的平衡格點位置上留下空位。成間隙原子，而在原來的平衡格點位置上留下空位。 離開平衡位置的原子有三個去處：離開平衡位置的原子有三個去處： （1）遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點位置上，使晶）遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點位置上，

16、使晶體內(nèi)部留下空位，稱為肖特基（體內(nèi)部留下空位，稱為肖特基（Schottky）缺陷或肖特）缺陷或肖特基空位；基空位； （2）擠入點陣的間隙位置，在晶體中同時形成數(shù)目相等）擠入點陣的間隙位置，在晶體中同時形成數(shù)目相等的空位和間隙原子，則稱為弗蘭克爾（的空位和間隙原子，則稱為弗蘭克爾（Frenkel）缺陷；）缺陷； （3）跑到其他空位中，使空位消失或使空位移位。）跑到其他空位中，使空位消失或使空位移位。 另外，在一定條件下，晶體表面上的原子也可能跑到晶體另外，在一定條件下，晶體表面上的原子也可能跑到晶體內(nèi)部的間隙位置形成間隙原子。內(nèi)部的間隙位置形成間隙原子。 2122三種點缺陷的形成演示雜質(zhì)的來源

17、：雜質(zhì)的來源： 有目的地引入的雜質(zhì)有目的地引入的雜質(zhì) 例如單晶硅中摻入微量的例如單晶硅中摻入微量的B、Pb、Ga、In、P、As等等 晶體生長過程中引入的雜質(zhì)，如晶體生長過程中引入的雜質(zhì)，如O、N、C等等置換式和間隙式雜質(zhì)：置換式和間隙式雜質(zhì)： 雜質(zhì)和基質(zhì)的原子尺寸和電負(fù)性相近時形成置換式雜質(zhì)和基質(zhì)的原子尺寸和電負(fù)性相近時形成置換式雜質(zhì)缺陷雜質(zhì)缺陷 半徑較小的雜質(zhì)原子可進入間隙位置形成間隙式雜半徑較小的雜質(zhì)原子可進入間隙位置形成間隙式雜質(zhì)缺質(zhì)缺b. 雜質(zhì)缺陷雜質(zhì)缺陷晶體的雜質(zhì)缺陷濃度僅取決于加入到晶體中的雜質(zhì)含量，而晶體的雜質(zhì)缺陷濃度僅取決于加入到晶體中的雜質(zhì)含量，而與溫度無關(guān)，這是與溫度無關(guān)

18、，這是雜質(zhì)缺陷形成與熱缺陷形成的重要區(qū)別雜質(zhì)缺陷形成與熱缺陷形成的重要區(qū)別。 23242.4.1.2 Dislocation 線缺陷具體形式就是晶體中的線缺陷具體形式就是晶體中的位錯，屬一維缺陷，其特點是原子位錯，屬一維缺陷，其特點是原子發(fā)生錯排的范圍，在一個方向上尺發(fā)生錯排的范圍，在一個方向上尺寸較大，而另外兩個方向上尺寸較寸較大，而另外兩個方向上尺寸較小，是一個直徑約在小，是一個直徑約在35個原子間個原子間距、長幾百到幾萬個原子間距的管距、長幾百到幾萬個原子間距的管狀原子畸變區(qū)。狀原子畸變區(qū)。 位錯的起因是晶體生長不穩(wěn)定位錯的起因是晶體生長不穩(wěn)定或機械應(yīng)力在晶體中引起部分滑或機械應(yīng)力在晶體

19、中引起部分滑移。位錯線就是晶體中已滑移區(qū)和移。位錯線就是晶體中已滑移區(qū)和未滑移區(qū)在滑移面上的交界線，即未滑移區(qū)在滑移面上的交界線，即晶體中某處有一列或若干列原子發(fā)晶體中某處有一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。 2 線缺陷和位錯線缺陷和位錯Line Defect and DislocationTEM觀察的觀察的晶體中的位錯晶體中的位錯24柏格斯矢量（柏格斯矢量（b） Burgers vector定義一個沿位錯線的正方向；構(gòu)筑垂直于位錯線的原子面；圍繞位錯線按順時針方向畫出柏格斯回路（Burgers circuit）；由于位錯的存在，回路的起點和終點是不重疊的，從柏格斯回路

20、的終點到起點畫出的矢量就是柏格斯矢量b。 從一個原子出發(fā)，移動從一個原子出發(fā)，移動n個晶格矢個晶格矢量，然后順時針轉(zhuǎn)向再移動量，然后順時針轉(zhuǎn)向再移動m個晶個晶格矢量，再順時針轉(zhuǎn)向移動格矢量，再順時針轉(zhuǎn)向移動n個晶個晶格矢量，最后順時針轉(zhuǎn)向移動格矢量，最后順時針轉(zhuǎn)向移動m個個晶格矢量，到達終點原子。注意平晶格矢量，到達終點原子。注意平行方向上移動的晶格矢量必須相同。行方向上移動的晶格矢量必須相同。用于表示由位錯引起的晶格中的相對原子位移用于表示由位錯引起的晶格中的相對原子位移 25Materials柏格斯矢量的物理意義柏格斯矢量的物理意義 柏格斯矢量是描述位錯實質(zhì)的重要物理量。柏格斯矢量是描述位

21、錯實質(zhì)的重要物理量。反映出柏氏回路包含的位錯所引起點陣畸變反映出柏氏回路包含的位錯所引起點陣畸變的總累計。的總累計。 通常將柏氏矢量稱為位錯強度，它也表示出通常將柏氏矢量稱為位錯強度，它也表示出晶體滑移時原子移動的大小和方向。晶體滑移時原子移動的大小和方向。 根椐柏格斯矢量根椐柏格斯矢量b b與位錯線取向的異同，位與位錯線取向的異同，位錯分為刃型位錯、螺型位錯和由前兩者組成錯分為刃型位錯、螺型位錯和由前兩者組成的混合位錯三種類型。的混合位錯三種類型。 26272.4.2.1 Edge dislocation（1）(棱位錯棱位錯)刃型位錯刃型位錯Edge Dislocation27刃型位錯的位錯

22、線與滑移方向垂直。 設(shè)想晶體的上部沿設(shè)想晶體的上部沿ABEF平面向右推移，平面向右推移， 原來與原來與AB重合，經(jīng)過這樣的推壓后，相對于重合，經(jīng)過這樣的推壓后，相對于AB滑移一個原子間距滑移一個原子間距b，EF是已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交界線，稱為是已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交界線，稱為位錯線位錯線。BA ABGHEFA B b刃型位錯刃型位錯ABGHEFA B b(a)HEBBCD(b) (b)圖是圖是 (a)圖在晶體中垂直于圖在晶體中垂直于EF方向的一個原子平面的情方向的一個原子平面的情況。況。BE線以上原子向右推移一個原子間距，然后上下原子對線以上原子向右推移一個原子間距，然后上下原子對齊，在齊，

23、在EH處不能對齊，多了一排原子。處不能對齊，多了一排原子。 刃型位錯的另一個特征是位錯線刃型位錯的另一個特征是位錯線EF上帶有一個多余的半上帶有一個多余的半平面，即平面，即 (a)圖中的圖中的EFGH平面，該面在平面，該面在(b)圖中只能看到圖中只能看到EH這這條棱邊。條棱邊。3030含有刃型位錯的晶體結(jié)構(gòu)含有刃型位錯的晶體結(jié)構(gòu)正刃型位錯（左）和負(fù)刃型位錯（右）正刃型位錯（左）和負(fù)刃型位錯（右）31通常稱晶體上半部多出原子面的位錯為正刃型位錯，用符號“”表示，反之為負(fù)刃型位錯，用“”表示。當(dāng)然這種規(guī)定都是相對的。 322.4.2.2 Screw dislocation（2） 螺旋位錯螺旋位錯S

24、crew Dislocation32 如圖如圖(a)設(shè)想把晶體沿設(shè)想把晶體沿ABCD 平面分為上、下兩部分，將晶體的上、平面分為上、下兩部分，將晶體的上、下做一個位移，下做一個位移，ABCD為已滑移區(qū)，為已滑移區(qū)，AD為滑移區(qū)與未滑移區(qū)的分界線，為滑移區(qū)與未滑移區(qū)的分界線，稱為稱為位錯線位錯線。AAD 螺旋位錯的位錯線與滑移方向平行。(b)(a) (b)圖中的圖中的B點是螺旋位錯線點是螺旋位錯線(上下方上下方向向)的露出點。晶體繞該點右旋一周，原的露出點。晶體繞該點右旋一周，原子平面上升一個臺階子平面上升一個臺階(即一個原子間距即一個原子間距)，圍繞圍繞螺旋位錯線螺旋位錯線的原子面是螺旋面。的

25、原子面是螺旋面。3434 由于剪應(yīng)力的作用使晶體由于剪應(yīng)力的作用使晶體互相滑移，晶體中滑移部互相滑移，晶體中滑移部分的相交位錯線是和滑移分的相交位錯線是和滑移方向平行的，因為位錯線方向平行的，因為位錯線周圍的一組原子面形成了周圍的一組原子面形成了一個連續(xù)的螺旋形坡面，一個連續(xù)的螺旋形坡面，故稱為螺旋位錯。故稱為螺旋位錯。35螺旋位錯示意圖螺旋位錯示意圖3536Comparison相同點：二者都是線缺陷。相同點：二者都是線缺陷。不同點：不同點：（1）刃型位錯具有一個額外的半原子面，而螺型）刃型位錯具有一個額外的半原子面，而螺型位錯無；位錯無；（2）刃型位錯必須與滑移方向垂直，也垂直于滑）刃型位錯

26、必須與滑移方向垂直，也垂直于滑移矢量；而螺型位錯線與滑移矢量平行，且位錯移矢量；而螺型位錯線與滑移矢量平行，且位錯線的移動方向與晶體滑移方向互相垂直；線的移動方向與晶體滑移方向互相垂直；Comparison 3637（3）刃型位錯的滑移線不一定是直線，可以是折線或曲線；）刃型位錯的滑移線不一定是直線，可以是折線或曲線；而螺位錯的滑移線一定是直線；而螺位錯的滑移線一定是直線；（4）刃位錯的滑移面只有一個，其不能在其他面上進行滑）刃位錯的滑移面只有一個，其不能在其他面上進行滑移；而螺位錯的滑移面不是唯一的；移；而螺位錯的滑移面不是唯一的；（5）刃位錯周圍的點陣發(fā)生彈性畸變，既有切應(yīng)變，又有）刃位錯

27、周圍的點陣發(fā)生彈性畸變，既有切應(yīng)變，又有正應(yīng)變；而螺位錯只有切應(yīng)變而無正應(yīng)變正應(yīng)變；而螺位錯只有切應(yīng)變而無正應(yīng)變。37382.4.2.3 Mixed dislocation（3） 混合混合位錯位錯Mixed Dislocation38 混合位錯是刃型位錯和螺型位錯的混合型式，位錯線與混合位錯是刃型位錯和螺型位錯的混合型式，位錯線與柏格斯矢量柏格斯矢量b的方向既不垂直也不平行。的方向既不垂直也不平行。 是種位錯在向純粹位錯的轉(zhuǎn)變過程中演變程度的變化是種位錯在向純粹位錯的轉(zhuǎn)變過程中演變程度的變化 混合位錯可分解為刃型位錯分量和螺型位錯分量，它們混合位錯可分解為刃型位錯分量和螺型位錯分量，它們分別具

28、有刃型位錯和螺型位錯的特征。分別具有刃型位錯和螺型位錯的特征。 39402.4.2.4 位錯的運動位錯的運動（4） 位錯的運動位錯的運動位錯的滑移：指位錯在外力作用下，在位錯的滑移：指位錯在外力作用下，在滑移面上的運動，結(jié)果導(dǎo)致永久形變?；泼嫔系倪\動，結(jié)果導(dǎo)致永久形變。位錯的運動位錯的運動位錯的爬移位錯的爬移位錯的滑移位錯的滑移4041刃位錯的滑移刃位錯的滑移螺旋位錯的滑移螺旋位錯的滑移混合位錯的滑移混合位錯的滑移4142 位錯的爬移指在熱缺陷或外力作用下，位錯線在垂直位錯的爬移指在熱缺陷或外力作用下，位錯線在垂直其滑移面方向上的運動，結(jié)果導(dǎo)致晶體中空位或間隙其滑移面方向上的運動，結(jié)果導(dǎo)致晶

29、體中空位或間隙質(zhì)點的增質(zhì)點的增值值或減少?；驕p少。 爬移的實質(zhì)是多余半原子面的伸長或縮短。螺爬移的實質(zhì)是多余半原子面的伸長或縮短。螺旋旋位錯位錯沒有多余半原子面，故無爬移運動。沒有多余半原子面，故無爬移運動。 42 3. 面缺陷面缺陷 (Interfacial Defects)： 僅一平面方向上尺寸可與晶體線度比擬的缺陷 如由一系列刃位錯一系列刃位錯排列成一個平面形成的缺陷晶核晶核晶體生長晶體生長長成的晶體長成的晶體顯微圖樣顯微圖樣44材料的表面是最顯而易見的面缺陷。在垂直于表面方向上，平移對稱性被破壞了。由于材料是通過表面與環(huán)境及其它材料發(fā)生相互作用，所以表面的存在對材料的物理化學(xué)性能有重要

30、的影響。常見的氧化、腐蝕、磨損等自然現(xiàn)象都與表面狀態(tài)有關(guān)。 44 4體缺陷體缺陷 (Volume Defects)： 各方向尺寸均可與晶體線度比擬的缺陷 如 空洞、嵌塊等。 這種體缺陷對材料性能的影響一方面與它的幾何尺寸大小有關(guān)；另一方面也與其數(shù)量、分布有關(guān)，它們的存在常常是有害的。 2-6-3 非晶體非晶體 (Noncrystalline) 1非晶材料非晶材料： 結(jié)構(gòu)在體積范圍內(nèi) 缺乏重復(fù)性缺乏重復(fù)性 的材料 （非晶型、無定形 amorphous） 無平移對稱，無長程有序，原子位置排布完全無周期性無平移對稱，無長程有序，原子位置排布完全無周期性， 具有統(tǒng)計規(guī)律。 （密亂堆垛，無規(guī)網(wǎng)絡(luò)等）密亂堆垛(玻璃態(tài)金屬合金)無規(guī)網(wǎng)絡(luò)（氧化物玻璃） 2 分布函數(shù)分布函數(shù)： 徑向分布函數(shù)徑向分布函數(shù)：J(r) = 4r2 (r) 雙體分布函數(shù)雙體分布函數(shù)：以某原子為原點， 距離r 處找到另一原子的幾率 g(r) = (r) / 0 (r) 為r 處處原子的數(shù)目密度； 0 為整個樣品的平均平均原子數(shù)密度 可求兩個參數(shù)： 配位數(shù)：第一峰面積配位數(shù)：第一峰面積 原子間距：峰位置原子間距：峰位置3、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型 (1)不連續(xù)模型 （2）連續(xù)模型微晶微晶（不連續(xù)）無規(guī)拓樸無