16、晶体缺陷.pptVIP

滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。这些晶面和晶向分别被称为滑移面和滑移方向。滑移的结果是大量的原子逐步从一个稳定位置移动到另一个稳定的位置，产生宏观塑性变形。 Page * 由于N＞＞n,N’n，得出平衡时夫伦克尔缺陷对的数目为 由（17）式得 取近似,夫伦克尔缺陷对的数目为 §4.3　热缺陷的统计理论　 Page * 　　2、空位和填隙原子的数目 　　用类似的方法，可得到得到平衡时其它热缺陷的数目。 　　设晶体中空位和填隙原子的数目分别为n1和n2，形成一个空位和一个填隙原子所需能量分别为u1和u2 　　肖脱基缺陷（空位）数： 填隙原子数： 将（22）、（23）两式代入（4）和（5）式： 单位时间正常格点上的原子跳到间隙位置的几率 §4.3　热缺陷的统计理论　 是填隙原子的振动频率。 是与空位相邻的原子的振动频率。 §4.3　热缺陷的统计理论　 参考王书 在这些假设下，将大大简化热缺陷数目的计算。 熵是混乱度的量度，某个宏观状态的熵等于玻耳兹曼常量k乘以相应微观状态娄的对数。 参考王书 假设τ2τ1,即与空位相邻的原子跳到空位上去所需等待的时间，比填隙原子由一个间隙位置跳到相邻间隙位置所要等待的时间短的多时，可以近似把填隙原子视为相对静止 空位每跳跃一步所需的时间 ＝空位相邻的原子跳入空位所要等待的时间 填隙原子数目为n2， 自由能F是内能U的一部分，这部分在可逆等温过程中转化为功。相应地称TS为束缚能。 系统的内能是系统内无规热运动能量的度量。对应系统的每一个平衡态有一个内能值，内能是系统状态函数，简称为态函数。对于一个过程中系统的内能，可以表示为粒子数n和温度T（均可随时间t变化）的函数。 组合：从n 个不同元素中取出k个元素构成一组，而不考虑它们的顺序，叫做组合。 组合乘法原理：如果完成一件事需要两个步骤，每一步有N1种方法，第二步有N2种方法，那么完成这件事共有N1N2种方法。 在这里，原来的熵是由振动状态决定的，现在由于缺陷的出现，原子排列的可能方式增加，因为假设缺陷的产生不引起振动的微观状态数的改变，则每一种排列的方式中，都包含了由原来振动所决定的微观状态数。 原子在其平衡位置附近作热振动，由于统计涨落，个别原子可能获得足够大的动能，以至于克服平衡位置势阱的束缚而迁移到晶体表面上的某一格点位置，在晶体表面上构成新的一层，从而在晶体内部的格点上留下空缺的位置参考王书 平均寿命：一个空位单位时间内的复合几率的倒数 色心是一种非化学计量比引起的空位缺陷。该空位能够 吸收可见光使原来透明的晶体出现颜色，因而称它们为色心, 最简单的色心是F心。 所谓F心是离子晶体中的一个负离子空位束缚一个电子构成的点缺陷。形成过程是碱卤晶体在相应的过量碱金属蒸汽 中加热，例如：NaCl晶体在Na蒸汽中加热后呈黄色；KCl晶体在K蒸汽中加热后呈紫色；LiF在Li蒸汽中加热后呈粉红色。 F心的着色原理在于加热过程中过量的碱金属原子进入晶体占据碱金属格点位置。晶体为保持电中性，会产生相应数目的 负离子空位。同时，处于格点的碱金属原子被电离，失去的电子被带正电的负离子空位所束缚，从而在空位附近形成F心， 如图，F心可以看成是束缚在负离子空位处的一种“电子陷阱”。 与F心相对的色心是V心。当碱卤晶体在过量的卤素蒸汽中加热后，由于大量的卤素进入晶体，为保持电中性，在晶体中出现了正离子空位,形成负电中心。这种负电中心可以束缚一个带正电的“空穴”所组成的体系称为V心。。 V心和F心在结构上是碱卤晶体中两种最简单的缺陷。在有色心存在的晶体中，A、B两种元素的比例已偏离严格的化学计量比。所以色心也是一种非化学计量引起的缺陷。 组合：从n 个不同元素中取出k个元素构成一组，而不考虑它们的顺序，叫做组合。 组合乘法原理：如果完成一件事需要两个步骤，每一步有N1种方法，第二步有N2种方法，那么完成这件事共有N1N2种方法。 在这里，原来的熵是由振动状态决定的，现在由于缺陷的出现，原子排列的可能方式增加，因为假设缺陷的产生不引起振动的微观状态数的改变，则每一种排列的方式中，都包含了由原来振动所决定的微观状态数。 第 * 页 　　理想晶体：原子排列具有严格的同期性－－晶体具有平移不变性，即　长程有序。 　　实际晶体：存在着各种各样对周期性排列的偏离。把这种对理想周期结构的偏离称为缺陷。 　　缺陷对晶体物理性质的影响：缺陷的存在，将对晶体的力学、热学、电学、光学等性质产生重大影响。在某些情况下，极其少量的缺陷，甚至可能从根本上改变晶体的性能，因此对缺陷的研究是十分重要的。　　 　　缺陷按其维数可分为点缺陷（空位、填隙原子、杂质原子）、线缺陷（刃位错、