材料科学基础I_缺陷.pdfVIP

•晶体结构理论 第三章 晶体缺陷 •晶体结构理论 理想晶体结构－－平移重复性 •晶体结构理论 实际晶体结构－－平移重复性破坏 •晶体结构理论 实际晶体结构－－平移重复性破坏 维纳斯“无臂”之美更深入人心 晶体缺陷赋予材料丰富内容 •晶体结构理论 实际晶体结构－－含有缺陷 •数量相当少 •Cu的室温空位浓度：3.8 ×10-17 •充分退火Fe的位错密度：1012m-2 •作用相当大 •影响晶体的生长、性能以及加工 •晶体结构理论 晶体缺陷种类 •点缺陷（零维） •线缺陷（一维、位错） •面缺陷（二维） •体缺陷（三维） •晶体结构理论 点缺陷 •晶体结构理论 点缺陷导致结构畸变（间隙原子空位） 点缺陷的形成－－热振动（平衡浓度） •晶体结构理论 点缺陷的形成－－热振动（平衡浓度） 不同温度下的缺陷平衡浓度 不同温度下的缺陷平衡浓度 缺陷类 形成能 型 (eV) 573 ℃ 1073℃ 1573℃ 空位 ≈1 10-17 10-7 10-4 间隙原 ≈4 10-67 10-25 10-15 子 Cv = n/N = exp[-(Ev-TSv) / kT] = Aexp(-Ev / kT) •晶体结构理论 点缺陷的平衡浓度 Cv = n/N = Aexp(-Ev / kT) Cv：点缺陷平衡浓度 Ev：点缺陷形成能 T：温度 计算：铜在室温的空位平衡浓度（空位 数/cm3 ）。已知：Ev=0.9eV/atom •晶体结构理论 空位平衡浓度的观测 温度升高，NiAl 的（110）面的 原子岛面积也随 之增加，为何？ •晶体结构理论 各种的点缺陷 1）空位 2 ）自间隙原子 3 ）异间隙原子 4 ）5 ）置换原子 •晶体结构理论 各种的点缺陷 •杂质（纯度） •固溶体（固溶度） •晶体结构理论 点缺陷的运动 •晶体结构理论 点缺陷对性能的影响 固溶强化 •通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象 •纯铜：σb ＝220 MPa, 硬度＝40 HB,