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晶体缺陷的名词解释

晶体缺陷的名词解释

晶体缺陷是指晶体结构中存在的不规则性或者失序性,它们可以是由于晶体生长过程中的某些不完美导致的,也可以是在晶体使用过程中形成的。晶体缺陷对材料的物理性质和化学性质有着重要影响,因此,对晶体缺陷的理解与研究具有重要意义。

一、点缺陷

点缺陷是一种在晶体中以原子或原子团为单位存在的不规则性。点缺陷可以分为两类,即缺陷原子和间隙原子。缺陷原子是指晶体中一个位置上原子的缺失或替代,而间隙原子是指晶体中非正常晶格位置上的原子存在。点缺陷的存在对晶体的导电性、热传导性以及光学性质等方面都会产生显著影响。

二、面缺陷

面缺陷是指在晶体中存在的二维或三维结构缺陷。面缺陷可以分为孪生界面、晶界和堆垛层错三类。孪生界面是晶体内部两个完全互相倒转或者镜像对称的晶体颗粒之间的界面。晶界是指晶体内部两个晶体颗粒之间的原子排列或晶格编织方式发生转变的区域。堆垛层错是因为在晶体生长过程中,晶体颗粒之间因堆垛方式的差异而产生的错位。面缺陷在晶体的力学性能、疲劳机制以及晶体生长等方面具有重要影响。

三、体缺陷

体缺陷是指晶体内部原子排列或晶格结构出现不规则性或失序性的缺陷。体缺陷包括空位、间隙和失序。空位是指晶体内原子因缺失而导致的晶体结构不完整。间隙是指晶体中非正常晶格位置上的原子存在。失序则是指晶体中原子的无序或错位状态。体缺陷对晶体的机械性能、热膨胀性质以及磁性等方面产生显著影响。四、缺陷治理

缺陷治理是指通过不同的方法和手段对晶体中的缺陷进行修复或改善的过程。常见的缺陷治理方法包括热退火、添加合金元素和辅助材料等。热退火是通过加热晶体使缺陷移动并重新排列,从而达到改善晶体结构的目的。添加合金元素和辅助材料则是通过引入其他原子或化合物来改善晶体的物理性质和化学性质。

总结起来,晶体缺陷是晶体结构中存在的不规则性或失序性。它们可以是点缺陷、面缺陷或体缺陷。这些缺陷对晶体材料的性能产生重要影响,因此,研究和理解晶体缺陷的形成和治理具有重要意义。通过不同的缺陷治理方法,可以改善晶体的结构和性能,为材料科学和工程提供更广阔的应用前景。

晶体缺陷的名词解释

晶体缺陷的名词解释 晶体缺陷是指晶体结构中存在的不规则性或者失序性,它们可以是由于晶体生长过程中的某些不完美导致的,也可以是在晶体使用过程中形成的。晶体缺陷对材料的物理性质和化学性质有着重要影响,因此,对晶体缺陷的理解与研究具有重要意义。 一、点缺陷 点缺陷是一种在晶体中以原子或原子团为单位存在的不规则性。点缺陷可以分为两类,即缺陷原子和间隙原子。缺陷原子是指晶体中一个位置上原子的缺失或替代,而间隙原子是指晶体中非正常晶格位置上的原子存在。点缺陷的存在对晶体的导电性、热传导性以及光学性质等方面都会产生显著影响。 二、面缺陷 面缺陷是指在晶体中存在的二维或三维结构缺陷。面缺陷可以分为孪生界面、晶界和堆垛层错三类。孪生界面是晶体内部两个完全互相倒转或者镜像对称的晶体颗粒之间的界面。晶界是指晶体内部两个晶体颗粒之间的原子排列或晶格编织方式发生转变的区域。堆垛层错是因为在晶体生长过程中,晶体颗粒之间因堆垛方式的差异而产生的错位。面缺陷在晶体的力学性能、疲劳机制以及晶体生长等方面具有重要影响。 三、体缺陷 体缺陷是指晶体内部原子排列或晶格结构出现不规则性或失序性的缺陷。体缺陷包括空位、间隙和失序。空位是指晶体内原子因缺失而导致的晶体结构不完整。间隙是指晶体中非正常晶格位置上的原子存在。失序则是指晶体中原子的无序或错位状态。体缺陷对晶体的机械性能、热膨胀性质以及磁性等方面产生显著影响。四、缺陷治理

缺陷治理是指通过不同的方法和手段对晶体中的缺陷进行修复或改善的过程。常见的缺陷治理方法包括热退火、添加合金元素和辅助材料等。热退火是通过加热晶体使缺陷移动并重新排列,从而达到改善晶体结构的目的。添加合金元素和辅助材料则是通过引入其他原子或化合物来改善晶体的物理性质和化学性质。 总结起来,晶体缺陷是晶体结构中存在的不规则性或失序性。它们可以是点缺陷、面缺陷或体缺陷。这些缺陷对晶体材料的性能产生重要影响,因此,研究和理解晶体缺陷的形成和治理具有重要意义。通过不同的缺陷治理方法,可以改善晶体的结构和性能,为材料科学和工程提供更广阔的应用前景。

晶体学结构缺陷部分

引言 一晶体与晶格 晶体:由离子、原子或分子有规律地排列而成,即构成晶体的质点按一定规律排列着。质点在空间的分布具有周期性和对称性。 晶格:把晶体质点的中心,用直线联起来,构成一个空间格架,这种空间格架就是晶体格子,简称晶格。最小晶格单元称为晶胞。 1.1 缺陷的概念 晶体的特征:其中的原子或原子集团都是在有规律的排列(周期性),即不论沿晶体的哪个方向看去,总是相隔一定的距离就出现相同的原子或原子集团。 实际上,即使在0K,实际晶体中也不是所有的原子都严格地按照周期性排列的,因为晶体中存在着一些微小的区域,在这些区域中或穿过这些区域时,原子排列的周期性受到破坏,这样的区域便称为晶体缺陷。 1.2 晶体缺陷的种类 按照缺陷区相对于晶体的大小,可将晶体缺陷分为以下四类: (1)点缺陷—在任意方向上缺陷区的尺寸都远小于晶体或晶粒的线度的缺陷(0维缺陷)。例子:溶解于晶体中的杂质原子,晶体点阵结点上的原子进入点阵间隙时形成的空位和填隙原子等。 (2)线缺陷—在某一方向上缺陷区的尺寸可以与晶体或晶粒的线度相比拟的缺陷(一维缺陷)。例子:位错。 (3)面缺陷—在共面的各方向上缺陷区的尺寸可与晶体或晶粒的线度相比拟,而在穿过该面的任何方向上缺陷区的尺寸都远小于晶体或晶粒的线度的缺陷(二维缺陷)。例子:晶粒边界或层错面等。 (4)体缺陷—在任意方向上缺陷区的尺寸都可以与晶体或晶粒的线度相比拟的缺陷(三维缺陷)。例子:亚结构(镶嵌块)、沉淀相、空洞、气泡、层错四面体等。 1.3 缺陷的作用 缺陷浓度—缺陷总体积与晶体体积之比。 不论哪种缺陷,其浓度都是很低的,但是缺陷对晶体性质的影响却很大。 (1)力学性能

材料科学基础部分名词解释

1、晶界内吸附:少量杂质或合金元素在晶体内部的分布式不均匀的,偏聚于晶界合金元素或杂质元素融入基体后与晶体缺陷产生相互作用,溶质原子在内界面缺陷区的浓度超过基体中的平均浓度。 2、菲克第一定律:在单位时间内通过垂直扩散方向的单位截面积的扩散物质与该界面处的浓度梯度成正比。 3、菲克第二定律:在非稳态扩散过程中,距离X处,浓度随时间的变化率等于该处的扩散通量随距离变化率的负值。 4、上坡扩散:溶质原子从低浓度向高浓度处扩散的过程。 5、配位数:晶体结晶中任一原子周围最近且等距离的原子个数。 6、均匀形核:在母相中自发形成新相结晶核心的过程。 7、致密度:晶体结构中原子体积与占总体积的百分数。 8、蠕变:金属材料长期处于高温条件下在低于屈服点的应力作用下,缓慢而持续不断的增加材料塑性变形的过程。 9、位错:已滑移区与未滑移区的分界部分。 10、马氏体转变:同成分、不变平面切变类型的固态转变。 11、晶体:质点(原子、分子或离子)以周期性重复方式在三维空间做有规则的排列的固体。 12、形变强化:由塑性变形引起的材料强度、硬度升高的现象。 13、间隙固溶体:将外来组元引入晶体结构,占据主晶相同间隙位置的一部分,仍保持一个晶相这种固溶体。这种固溶体称为间隙固溶体。 14、空位:未被原子占据的阵点。 15、间隙扩散:扩散原子在晶体间隙间跃迁导致的扩散。 16、包晶转变:由一个固相和一个液相形成一个新固相的转变。 17、成分过冷:由成分变化和实际温度分布两个因素决定的过冷。 18、回复:冷塑性变形金属加热时,光学显微组织发生变化前亚结构的变化。 19、晶体缺陷:实际晶体结构与理想点阵结构发生偏差的区域。 20、反应扩散:伴随有反应的扩散。 21、非均匀形核:晶胚依附在其他基体表面形成核心。 22、伪共晶:共晶点附近非共晶成分的合金非平衡凝固后得到的共晶组织。 23、再结晶:由拉长的变形晶粒变为新的轴晶粒。 24、加工硬化:从机械性能上看,形变量越大形变金属的强度和硬度越高,而塑性韧性下降的现象。 25、肖脱基空位:离位原子跑到晶体表面或晶界所形成的空位。 26、全位错:柏氏矢量等于点阵矢量的位错。 27、自扩散:纯物质晶体中的扩散。 28、孪生:切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿着特定的晶面、晶体学方向产生的均匀切变过程。 29、相:体系中具有相同的物理化学性质的均匀部分。 30、攀移:刃型位错除了可以在滑移面上滑移外,还可以发生垂直于滑移面的运动。 31、柏氏矢量:为了描述位错而引起的描述晶体原子位置错动的大小和方向。 32、晶带:所有相交与某一晶向直线或平行与此直线的晶面与该晶向直线一起构成一个晶带。33,枝晶偏析:一个晶粒内部出现的化学成分不均匀现象,为晶内偏析,由于一般合金的固溶体都以树枝方式结晶。 34、莱氏体:液相通过共晶转变生成的奥氏体和渗碳体组成的共晶体。 35、柯肯达尔效应:在置换固溶体中由于两组元的原子以不同速率相对扩散而引起标记面漂移的现象。 36、空间点阵:把原子或原子团按某种规律抽象成三维空间排列的点,这些有规律排列的点称为空间点阵。 37、微观偏析:是在一个晶粒范围内成分不均匀的现象。根据凝固时晶体生长形态的不同,可分为枝晶偏析、胞状偏析和晶界偏析。 38、再结晶织构:冷塑性变形的金属在再结晶后组织中形成了具有择优取向的晶粒。 40、相图:描述系统的状态温度压力与成分之间关系的一种图解。

材料科学基础基本概念和名词解释

晶体缺陷 单晶体:是指在整个晶体内部原子都按照周期性的规则排列。 多晶体:是指在晶体内每个局部区域里原子按周期性的规则排列,但不同局部区域之间原子的排列方向并不相同,因此多晶体也可看成由许多取向不同的小单晶体(晶粒)组成 点缺陷(Point defects):最简单的晶体缺陷,在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列。在空间三维方向上的尺寸都很小,约为一个、几个原子间距,又称零维缺陷。包括空位vacancies、间隙原子interstitial atoms、杂质impurities、溶质原子solutes 等。 线缺陷(Linear defects):在一个方向上的缺陷扩展很大,其它两个方向上尺寸很小,也称为一维缺陷。主要为位错dislocations。 面缺陷(Planar defects):在两个方向上的缺陷扩展很大,其它一个方向上尺寸很小,也称为二维缺陷。包括晶界grain boundaries、相界phase boundaries、孪晶界twin boundaries、堆垛层错stacking faults等。 晶体中点阵结点上的原子以其平衡位置为中心作热振动,当振动能足够大时,将克服周围原子的制约,跳离原来的位置,使得点阵中形成空结点,称为空位vacancies 肖脱基(Schottky)空位:迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置,使晶体内部留下空位。弗兰克尔(Frenkel)缺陷:挤入间隙位置,在晶体中形成数目相等的空位和间隙原子。 晶格畸变:点缺陷破坏了原子的平衡状态,使晶格发生扭曲,称晶格畸变。从而使强度、硬度提高,塑性、韧性下降;电阻升高,密度减小等。 热平衡缺陷:由于热起伏促使原子脱离点阵位置而形成的点缺陷称为热平衡缺陷(thermal equilibrium defects),这是晶体内原子的热运动的内部条件决定的。 过饱和的点缺陷:通过改变外部条件形成点缺陷,包括高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照等,这时的点缺陷浓度超过了平衡浓度,称为过饱和的点缺陷(supersaturated point defects) 。 位错:当晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移时,滑移面上滑移区与未滑移区的交界线称作位错 刃型位错:当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面,该晶面象刀刃一样切入晶体,这个多余原子面的边缘就是刃型位错。 刃型位错线可以理解为已滑移区和未滑移区的分界线,它不一定是直线 螺型位错:位错附近的原子是按螺旋形排列的。螺型位错的位错线与滑移矢量平行,因此一定是直线 混合位错:一种更为普遍的位错形式,其滑移矢量既不平行也不垂直于位错线,而与位错线相交成任意角度。可看作是刃型位错和螺型位错的混合形式。 柏氏矢量 b: 用于表征不同类型位错的特征的一个物理参量,是决定晶格偏离方向与大小的向量,可揭示位错的本质。 位错的滑移(守恒运动):在外加切应力作用下,位错中心附近的原子沿柏氏矢量b方向在滑移面上不断作少量位移(小于一个原子间距)而逐步实现。 交滑移:由于螺型位错可有多个滑移面,螺型位错在原滑移面上运动受阻时,可转移到与之相交的另一个滑移面上继续滑移。如果交滑移后的位错再转回到和原滑移面平行的滑移面上继续运动,则称为双交滑移。 位错滑移的特点 1) 刃型位错滑移的切应力方向与位错线垂直,而螺型位错滑移的切应力方向与位错线平行;

材料科学基础基本概念-名词解释

材料科学基础基本概念-名词解释 单晶体:是指在整个晶体内部原子都按照周期性的规则排列。 多晶体:是指在晶体内每个局部区域里原子按周期性的规则排列,但不同局部区域之间原子的排列方向并不相同,因此多晶体也可看成由许多取向不同的小单晶体(晶粒)组成 点缺陷(Point defects):最简单的晶体缺陷,在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列。在空间三维方向上的尺寸都很小,约为一个、几个原子间距,又称零维缺陷。包括空位vacancies、间隙原子interstitial atoms、杂质impurities、溶质原子solutes等。 线缺陷(Linear defects):在一个方向上的缺陷扩展很大,其它两个方向上尺寸很小,也称为一维缺陷。主要为位错dislocations。 面缺陷(Planar defects):在两个方向上的缺陷扩展很大,其它一个方向上尺寸很小,也称为二维缺陷。包括晶界grain boundaries、相界phase boundaries、孪晶界twin boundaries、堆垛层错stacking faults等。 空位:晶体中点阵结点上的原子以其平衡位置为中心作热振动,当振动能足够大时,将克服周围原子的制约,跳离原来的位置,使得点阵中形成空结点,称为空位vacancies 肖脱基(Schottky)空位:迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置,使晶体内部留下空位。 弗兰克尔(Frenkel)缺陷:挤入间隙位置,在晶体中形成数目相等的空位和间隙原子。 晶格畸变:点缺陷破坏了原子的平衡状态,使晶格发生扭曲,称晶格畸变。从而使强度、硬度提高,塑性、韧性下降;电阻升高,密度减小等。 热平衡缺陷:由于热起伏促使原子脱离点阵位置而形成的点缺陷称为热平衡缺陷(thermal equilibrium defects),这是晶体内原子的热运动的内部条件决定的。 过饱和的点缺陷:通过改变外部条件形成点缺陷,包括高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照等,这时的点缺陷浓度超过了平衡浓度,称为过饱和的点缺陷(supersaturated point defects) 。 位错:当晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移时,滑移面上滑移区与未滑移区的交界线称作位错 刃型位错:当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面,该晶面象刀刃一样切入晶体,这个多余原子面的边缘就是刃型位错。 刃型位错线可以理解为已滑移区和未滑移区的分界线,它不一定是直线 螺型位错:位错附近的原子是按螺旋形排列的。螺型位错的位错线与滑移矢量平行,因此一定是直线 混合位错:一种更为普遍的位错形式,其滑移矢量既不平行也不垂直于位错线,而与位错线相交成任意角度。可看作是刃型位错和螺型位错的混合形式。 柏氏矢量b: 用于表征不同类型位错的特征的一个物理参量,是决定晶格偏离方向与大小的向量,可揭示位错的本质。 位错的滑移(守恒运动):在外加切应力作用下,位错中心附近的原子沿柏氏矢量b方向在滑移面上不断作少量位移(小于一个原子间距)而逐步实现。 交滑移:由于螺型位错可有多个滑移面,螺型位错在原滑移面上运动受阻时,可转移到与之相交的另一个滑移面上继续滑移。如果交滑移后的位错再转回到和原

晶体缺陷

3.6 晶体缺陷 理想完美的晶体结构在实际晶体中并不存在,格点上的原子在一定的温度下总在其平衡位置附近振动,除此之外,实际晶体相对于理想的晶体周期结构的平衡位置还存在着偏离,如原子占位的错乱,这种偏离被称作晶体缺陷。晶体缺陷对晶体材料的物理、化学以及机械性能具有非常重要的影响。 晶体缺陷可以根据其特征进行分类,最常见的分类方法是把缺陷分成 (a) 点缺陷,包括空位、间隙原子、置换原子以及杂质原子和色心等; (b) 线缺陷,主要指各类位措; (c) 面缺陷,包括各种晶面、晶界、相界和畴界等; (d) 体缺陷,包括包裹物、夹杂及异相等。 以下就各类缺陷的结构特点进行详细叙述。 3.6.1点缺陷 点缺陷只涉及晶格中个别格点的缺陷,是固体中最简单的结构不完整性,在晶体中可以呈热力学平衡状态存在。1926年弗兰克尔(Frankel)为了解释离子晶体的导电现象而首先提出,其后也在阐明扩散机制等方面起了重要作用。本节将着重介绍点缺陷的种类、形成及研究方法等。 3.6.1.1空位 从晶体的周期结构点阵中的原子位置取走原子,则在周期点阵中就形成了一个空位缺陷,有时简称空位。如取走的原子移动到晶体表面所形成的空位叫肖脱基(Schottky)缺陷;当移动的原子进入晶格的间隙位置时,所留下的空位叫弗兰克尔(Frankel)缺陷,如图3.6-1所示。在离子型晶体中,为保持化学计量组成和电中性,常出现空位对(见图3.6-1)。晶体中的空位可能结合起来,形成空位对、三空位以及空位群。 图3.6-1 晶体中的空位,肖脱基缺陷、弗兰克尔缺陷以及空位对 晶体中出现空位后,将对晶体结构产生影响,如破坏晶体的周期点阵排列,使晶体体积增大

晶体缺陷

晶体缺陷 晶体缺陷 crystal defects 实际晶体中原子偏离理想的周期性排列的区域称作晶体缺陷。晶体缺陷在晶体中所占的总体积很小,也就是说,实际晶体中的绝大部分区域,原子排列于周期性位置上。因此,晶体缺陷是近完整晶体中的不完整性。但晶体缺陷对固体的许多结构敏感的物理量(如引起形变的临界切应力、扩散系数等)有极大的影响,晶体缺陷的研究对材料的强度、热处理等问题的研究有很重要的作用。 晶体缺陷分为:①点缺陷,包括空位、自填隙原子、代位原子、异类填隙原子等;②线缺陷,如位错;③面缺陷,如堆垛层错、孪晶界、反相畴界等,面缺陷还可以包括晶体表面、晶界和相界面(见界面)。 点缺陷图1是点缺陷的示意图,表示各种点缺陷的形式。热平衡状态下点缺陷浓度C 遵从统计物理规律 C=exp(-u/kT) 这里k是玻耳兹曼常数;T是绝对温度;u是点缺陷形成能。常用金属铁、铜、铝等的室温平衡空位浓度很小,接近熔点时的空位浓度约为 10-4。自填隙原子形成能是空位形成能的3~4倍,其平衡浓度极小。代位原子和异类填隙原子的最大浓度由相图决定。表面空位和增原子的形成能和表面的取向关系很大,但都比体空位形成能小。在某些表面,它们的形成能只有体空位形成能的一半。因此它们的平衡浓度比体空位高得多(见晶体表面)。 界面的曲率半径ρ对平衡空位浓度Cv的影响由下式表示: 这里 C0是界面曲率为零(曲率半径ρ为无穷大)的空位浓度,σ是界面能,V是原子体积。 图2a表示曲率半径不同引起的表面空位的浓度差(曲率半径不同对界面附近体空位浓度的影响类似)。表面增原子浓度受到的影响和表面空位受到的影响相反(上式的括号内加一负号)。由此引起的表面空位流和增原子流会使波浪状表面变平(图2a);使两个颗粒颈部变粗(图2b)。这是粉末冶金烧结过程的重要理论依据。 非平衡状态下点缺陷浓度可以大大超过平衡浓度。从熔点附近淬火后得到的过饱和空位浓度可以比平衡浓度大几个数量级。形变产生的空位浓度达10-4 ε(ε是应变量)。高能粒子照射后在损伤区引起大量空位-填隙原子对(Frankel 对),常温下填隙原子被损伤区以外的缺陷吸收一部分,其余部分聚集成小位错环或和空位复合消失,遗留的空位浓度在损伤区可以达到10-3。 位错位错是晶体中某一几何面两侧发生相对位移的区域和其他未相对位移区域的边界线。如相对位移矢量是点阵矢量,则除了位错线附近外,原子仍按完

名词解释

名词解释 ⑴晶格⑵晶体缺陷⑶结构起伏⑷合金 ⑸相⑹滑移⑺同素异构转变⑻枝晶偏析 ⑼铁素体⑽奥氏体⑾滑移变形⑿固溶强化 ⒀加工硬化⒁细晶强化⒂弥散强化⒃再结晶 ⒄过冷奥氏体⒅残余奥氏体⒆淬透性⒇热硬性 (1)晶格:把原子抽象为几何点,并用许多假象的直线连接起来的三维空间几何格架称为晶格(P17) (2)晶格缺陷:由于铸造,变形等一系列原因是局部区域原子的规则排列受到干扰,造成的原子排列的不完整性称为晶格缺陷。(P21) (3)结构起伏:不断变化着的近程有序原子集团称为结构起伏(P40) (4)合金:两种或两种以上的金属元素,或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。(P23) (5)相:指合金中具有同一化学成分,同一结构和原子聚集态,并以界面互相分开的,均匀的组成部分。(P24) (6)滑移:在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象称为滑移。(P22)(7)同素异构转变:在固态下随温度的变化有一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变(P43) (8)枝晶偏析:金属的结晶多以支晶方式长大,所以偏析多成树枝状,先结晶的枝轴与后结晶的枝间成分不同,所以称枝晶偏析。(P54) (9)铁素体:碳溶解在体心立方晶格的?—Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。(P62)(10)奥氏体:碳溶解在面心立方晶格的Γ—Fe形成的间隙固溶体即为奥氏体。(P62)(11)滑移变形:晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。 (P73) (12)固溶强化:在固溶体中加入其它合金元素,使其力学性能明显提高的方法叫固溶强化。(P75) (13)加工硬化:随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。(P76) (14)细晶强化:通过细化晶粒来同时提高金属的强度,硬度,塑性和韧性的方法叫细晶强化。(P75) (15)弥散强化:在晶内呈弥散质点分布,塑性,韧性稍会降低,但可提高强度和硬度,而且质点越细,越多,合金的强度,硬度就越高。这种方法称为弥散强化。(P76)(16)再结晶:冷变形金属加热到一定温度之后,在原来的变形组织中重新产生无畸变的新晶粒,而性能也发生了明显的变化,并恢复到完全软化状态,这个过程叫再结晶。 (P78) (17)过冷奥氏体:在共析温度以下存在的奥氏体。(百度) (18)残余奥氏体:奥氏体在冷却过程中发生相变后在环境温度下残存的奥氏体。(百度)(19)渗透性:指奥氏体化后的钢在淬火时获得淬硬层(也称淬透层)深度的能力。(P106)(20)热硬性:指钢在较高温度下,仍能保持较高硬度的性。(百度)

晶体缺陷

一、概述 1、晶体缺陷:晶体中原子(离子、分子)排列的不规则性及不完整性。种类:点缺陷、线缺陷、面缺陷。 1) 由上图可得随着缺陷数目的增加,金属的强度下降。原因是缺陷破坏了警惕的完整性,降低了原子间结合力,从宏观上看,即随缺陷数目增加,强度下降。 2) 随着缺陷数目的增加,金属的强度增加。原因是晶体缺陷相互作用(点缺陷钉扎位错、位错交割缠结等),使位错运动的阻力增加,强度增加。 3) 由此可见,强化金属的方向有两个:一是制备无缺陷的理想晶体,其强度最高,但实际上很难;另一种是制备缺陷数目多的晶体,例如:纳米晶体,非晶态晶体等。 二、点缺陷 3、点缺陷:缺陷尺寸在三维方向上都很小且与原子尺寸相当的缺陷(或者在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构正常排列的一种缺陷),称为点缺陷或零维缺陷。分类:空位、间隙原子、杂质原子、溶质原子。 4、肖特基空位:原子迁移到晶体表面或内表面正常结点位置使晶体内形成的空位。 5、弗仑克尔空位:原子离开平衡位置挤入点阵间隙形成数目相等的空位和间隙原子,该空位叫做弗仑克尔空位。 6、空位形成能EV:在晶体中取出一个原子放在晶体表面上(不改变晶体表面积和表面能)所需的能量。间隙原子形成能远大于空位形成能,所以间隙原子浓度远小于空位浓度。 7、点缺陷为热平衡缺陷,淬火、冷变形加工、高能粒子辐照可得到过饱和点缺陷。 8、复合:间隙原子和空位相遇,间隙原子占据空位导致两者同时消失,此过程成为复合。 9、点缺陷对性能的影响:点缺陷使得金属的电阻增加,体积膨胀,密度减小;使离子晶体的导电性改善。过饱和点缺陷,如淬火空位、辐照缺陷,还可以提高金属的屈服强度。 三、线缺陷 10、线缺陷:线缺陷在两个方向上尺寸很小,另外一个方向上延伸较长,也称为一维缺陷。主要为各类位错。 11、位错:位错是晶体原子排列的一种特殊组态;位错是晶体的一部分沿一定晶面与晶向发生某种有规律的错排现象;位错是已滑移区和未滑移区的分界线;位错是伯氏矢量不为零的晶体缺陷。分类:刃位错、螺位错、混合型位错。 12、刃型位错特点:a) 刃型位错有一个多余半原子面。正刃型位错和负刃型位错只有相对意义,无本质区别。 b) 位错线不一定为直线,但滑移面必定是位错线和滑移矢量确定的平面,滑移面唯一。 c) 刃型位错周围点阵发生弹性畸变,既有切应变,又有正应变。能引起材料体积变化。 d) 刃型位错位错线垂直于柏氏矢量,垂直于滑移方向,垂直于滑移矢量。位错线移动方向平行于晶体滑移方向。 e) 刃型位错属于线缺陷,位错线可以理解为晶体中已滑移区与未滑移区的边界线。 f) 刃型位错位错线不能终止于晶体内部,只能露头晶体表面或晶界。 13、螺型位错特点: a) 螺型位错无额外半个原子面,原子错排是呈轴对称的。右螺型位错和左螺型位错有本质区别。 b) 螺型位错线一定是直线,但滑移面不唯一,凡是包含螺型位错线的(原子密排)平面都可以作为他的滑移面。 c) 螺型位错周围点阵发生弹性畸变,只有平行于位错线的切应变,没有正应变。不会引起材料体积变化。 d) 螺型位错位错线平行于柏氏矢量,平行于滑移方向,平行于滑移矢量,位错线的移动方向垂直于晶体滑移方向。 e) 刃型位错属于线缺陷,位错线可以理解为晶体中已滑移区与未滑移区的边界线。 f) 螺型位错位错线不能终止于晶体内部,只能露头晶体表面或晶界。 14、混合型位错:滑移矢量既不平行也不垂直于位错线,而与位错线相交成任意角度,这种位错称为混合位错。特点:a) 混合型位错位错线既不平行也不垂直于滑移矢量,每一段混合型位错均包含刃型位错分量和螺型位错分量(可以有纯刃型位错环,没有纯螺型位错环)。 b) 混合型位错是已滑移区和未滑移区的分界线。 c) 混合型位错位错线不能终止于晶体内部,只能露头晶体表面或晶界。 15、柏氏矢量的确定: 1) 首先选定位错线的正向,一般选择出纸面方向为正向。 2) 在实际晶体中,从任一原子出发,围绕位错(避开位错线附近的严重畸变区)以一定的步数作一右旋闭合回路MNOPQ(称为柏氏回路)。 3) 在完整晶体中按同样的方向和步数作相同的回路,该回路并不封闭,由终点Q向起点M引一矢量b,使该回路闭合,这个矢量b就是实际晶体中位错的柏氏矢量。 16、右手法则:右手的拇指、食指、中指构成直角

晶体缺陷

晶体缺陷总结 1.晶体缺陷的定义和分类 1.1 晶体缺陷的定义 原子绝对按照晶格的周期性排列的晶体是不存在的,实际晶体中或多或少都存在缺陷。 1.2 晶体缺陷的分类 1.2.1、按缺陷的几何形态分类可分为四类:点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 1.点缺陷(零维缺陷):晶格中的填隙原子、空位、俘获电子的空穴、杂质原子等,称 为点缺陷。这些缺陷约占一个原子的尺寸,引起晶格周期性在一到几个原胞内发生紊乱。 包括:(1)福伦克尔缺陷 :正常格点上的原子,无时无刻不在作围绕平衡点的振动。由于存在热运动的涨落,涨幅大的原子就会摆脱平衡位置而进入原子间隙位置。这种有一个正常原子同时产生一个间隙原子和一个空位的缺陷称为福伦克尔缺陷。 弗伦克尔缺陷的特点是空位和填隙原子同时出现,晶体体积不发生变化,晶 体不会因为出现空位而产生密度变化。 空位+填隙原子: (2)肖特基缺陷: 某格点上的原子,由于热运动的涨落,某时刻他的涨幅会变得很大,会将最近邻的原子挤跑,而自己占据这一最近邻的格点,而被他挤跑的一个原子依次如此。晶体内这种不伴随填隙原子产生的空位,成为肖特基缺陷。 肖特基缺陷的特点是晶体表面增加了新的原子层,晶体内部只有空位缺陷,且晶体体积膨胀,密度下降。(空位+表面原子) (3)替位式杂质原子: 在晶体的生长、半导体材料及电子陶瓷材料制备中,常常有目的的加入一些杂质原子,让其形成替位式杂质。 (4) 色心: 能吸收光的点缺陷称为色心。(莫罗定律) 点缺陷对材料性能的一般影响: (1)原因:无论哪种点缺陷的存在,都会使其附近的原子稍微偏离原结点位置才能平衡,即造成小区域的晶格畸变。 (2)效果:改变材料的电阻。(电阻来源于离子对传导电子的散射。在完整晶体中,电子基本上是在均匀电场中运动,而在有缺陷的晶体中,在缺陷区点阵的周期性被破坏,电场急剧变化,因而对电子产生强烈散射,导致晶体的电阻率增大。);加快原子的扩散迁移。形成其他晶体缺陷;由于形成点缺陷需向晶 体提供附加的能量,因而引起附加比热容;点缺陷还影响其它物理性质:如扩

晶体中的缺陷

第三章晶体中的缺陷 第一节概述 一、缺陷的概念 大多数固体是晶体,晶体正是以其特殊的构型被人们最早认识。因此目前(至少在80年代以前>人们理解的“固体物理”主要是指晶体。当然这也是因为客观上晶体的理论相对成熟。在晶体理论发展中,空间点阵的概念非常重要。 空间点阵中,用几何上规则的点来描述晶体中的原子排列,并连成格子,这些点被称为格点,格子被称为点阵,这就是空间点阵的基本思想,它是对晶体原子排列的抽象。空间点阵在晶体学理论的发展中起到了重要作用。可以说,它是晶体学理论的基础。现代的晶体理论基于晶体具有宏观平移对称性,并因此发展了空间点阵学说。 严格地说对称性是一种数学上的操作,它与“空间群”的概念相联系,对它的描述不属本课程内容。但是,从另一个角度来理解晶体的平移对称性对我们今后的课程是有益的。 所谓平移对称性就是指对一空间点阵,任选一个最小基本单元,在空间三维方向进行平移,这个单元能够无一遗漏的完全复制所有空间格点。考虑二维实例,如图3-1所示。 图3-1 平移对称性的示意图 在上面的例子中,以一个基元在二维方向上平移完全能复制所有的点,无一遗漏。这种情况,我们说具有平移对称性。这样的晶体称为“理想晶体”或“完

整晶体”。 图3-2 平移对称性的破坏 如果我们对上述的格点进行稍微局部破坏,那么情况如何?请注意以下的复制过程,如图3-2所示。从图中我们看出:因为局部地方格点的破坏导致平移操作无法完整地复制全部的二维点阵。这样的晶体,我们就称之为含缺陷的晶体,对称性破坏的局部区域称为晶体缺陷。 晶体缺陷的产生与晶体的生长条件,晶体中原子的热运动以及对晶体的加工工艺等有关。事实上,任何晶体即使在绝对零度都含有缺陷,自然界中理想晶体是不存在的。既然存在着对称性的缺陷,平移操作不能复制全部格点,那么空间点阵的概念似乎不能用到含有缺陷的晶体中,亦即晶体理论的基石不再牢固。 幸运的是,缺陷的存在只是晶体中局部的破坏。作为一种统计,一种近似,一种几何模型,我们仍然继承这种学说。因为缺陷存在的比例毕竟只是一个很小的量(这指的是通常的情况)。例如20℃时,Cu的空位浓度为3.8×10-17,充分退火后Fe 中的位错密度为1012m-2<空位、位错都是以后要介绍的缺陷形态)。现在你对这些数量级的概念可能难以接受,那没关系,你只须知道这样的事实:从占有原子百分数来说,晶体中的缺陷在数量上是微不足道的。 因此,整体上看,可以认为一般晶体是近乎完整的。因而对于实际晶体中存在的缺陷可以用确切的几何图形来描述,这一点非常重要。它是我们今后讨论缺陷形态的基本出发点。事实上,把晶体看成近乎完整的并不是一种凭空的假设,大量的实验事实

材料学复习题

1.名词解释(15分) 2.判断题(20) 3.单项选择题(20) 4.简答题(19) 5.综合分析题(画图与相图分析)(26) 空间点阵:阵点在空间呈周期性规则排列,并具有等同的周围环境的模型 晶胞:在空间点阵中,能代表空间点阵结构特点的小平行六面体。 置换固溶体:溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体 间隙固溶体:溶质原子占据溶剂晶格中的间隙位置而形成的固溶体。 晶体缺陷:晶体缺陷就是指实际晶体中与理想的点阵结构发生偏差的区域。 肖特基缺陷:由于晶体表面附近的原子热运动到表面,在原来的原子位置留出空位, 弗仑克尔缺陷:指晶体结构中由于原先占据一个格点的原子(或离子)离开格点位置,成为间隙原子(或离子),并在其原先占据的格点处留下一个空位 空位形成能:在晶体内取出一个原子放在晶体表面上(但不改变晶体的表面能和表面积)所需要的能量。 伯氏矢量:反映位错周围点阵畸变总积累的重要物理量 刃型位错:在金属晶体中,由于某种原因,晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。这个多余的半原子面又如切入晶体的刀片,刀片的刃口线即为位错线 螺型位错“一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移,原子平面沿着一根轴线盘旋上升,每绕轴线一周,原子面上升一个晶面间距。在中央轴线处即为一螺型位错。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。 攀移:刃型位错在垂直与滑移面的方向上运动 稳态扩散:是指在扩散系统中,任一体积元在任一时刻,流入的物质量与流出的物质量相等,即任一点的浓度不随时间变化。 非稳态扩散:即任一点的浓度随时间的变化而变化 ??扩散激活能:指杂质原子或者母体原子在固体(包括半导体)中扩散的激活能。 上坡扩散:是指物质从低浓度区向高浓度区扩散,扩散的结果提高了浓度梯度。 弹性形变:外力撤消后,物体能恢复原状的形变 塑性形变:如果外力较大,当它的作用停止时,所引起的形变并不完全消失,而有剩余形变的形变 软取向:晶体中有些滑移系与外力的取向接近45o角,处于易滑移的位向,具有较小的σs值 硬取向:晶体中有些滑移系与外力取向偏离45o很远,需要较大的σs值才能滑移 临界分切应力:把滑移系开动所需要的最小分切应力 滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向组成 回复:冷变形金属在退火时发生组织性能变化的早起阶段,在此阶段内物理或力学性能的回复程度是随温度和时间而变化的。 再结晶:冷变形后的金属加热到一定温度后,在原来的变形组织中产生无畸变的新晶粒,而且性能恢复到变形以前的完全软化状态的过程 多边化:沿垂直于滑移面方向排列并具有一定取向差的位错墙,以及由此所产生的亚晶的过程。 相图:反映物质状态随温度、压力变化而变化的关系图。 相律:热力学平衡条件下,系统的组分数、相数和自由度数之间的关系: 过冷度:理论凝固温度与实际开始凝固温度之差,即Tm-Tn。临界半径:临界晶核的半径 正温度梯度;液相中,离固液界面的距离越远,温度越高。 负温度梯度:液相中,离固液界面的距离越远,温度越低。判断题: 1. 非平衡凝固是因为固溶体凝固过程中扩散不充分形成的。(√) 2. 再结晶虽包含形核和长大过程,但它不是一个相变过程。(√ ) 3. 面心立方的四面体间隙大于八面体间隙。(×) 4. 一种材料中只能存在一种结合键。(×) 5. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。(×) 6. 固溶体中由于溶质原子的溶入,固溶体的强度和硬度降低。(×) 7. 由于晶界能量较高而且原子活动能力较大,所以新相易于在晶界处优先形核。(√) 8. 工程上把室温及低于室温下的加工称为冷加工。(×) 9. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶,间隙固溶体则不能。(√ ) 10. 螺型位错的伯氏矢量与位错线平行。(√) 11. 金属结晶时,原子从液相无序排列到固相有序排列,使体系熵值减小,因此是一个自发过程。(×) 12. 共价键具有饱和性。(√ ) 13. 晶体的滑移面和滑移方向一般都是晶体的原子密排面和密排方向。(√ )

名词解释

1.阵点:晶体中的质点抽象位规则排列于空间的几何点。 2.空间点阵:阵点在空间呈周期性规则排列,并具有完全相同的周围环境,这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵。 3.空间格子:用来描述空间点阵的三维几何格架。 4.简单晶胞:只有在平行六面体每个顶角上有一阵点的晶胞。 5.复杂晶胞:除在顶角外,在体心、面心或底心上有阵点。 6等同点:晶体结构中物质环境和几何环境完全相同的点。 7.合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成,并具有金属特性的物质。 8.组元:组成合金的基本的、独立的物质。 9.相:合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。 10.单相合金:有一种相组成的合金。 11.多相合金:由几种不同的相组成的合金。 12.固溶体:以某一组元位溶剂,在其晶体点阵中融入其他组元原子(溶质原子)所形成的均匀混合的固态溶体,它保持着溶剂的晶体结构类型。 13.中间相:两组元A 和B 组成合金时,除了形成以A 为基或以B 为基的固溶体外,还可能形成晶体结构与A,B 两组元均不相同的新相。由于它们在二元相图上的位置总是位于中间,故通常把这些相称为中间相。 14.中间相的分类:正常价化合物、电子化合物、与原子尺寸因素有关的化合物(间隙相和间隙化合物、拓扑密堆相) 固溶体根据溶质原子在溶剂点阵中所处位置,分为置换固溶体和间隙固溶体。按固溶度分类:有限固溶体和无限固溶体。按各组元原子分布的规律性分类:无序固溶体和有序固溶体。 15.置换固溶体:溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子的固溶体。 16.极限电子浓度:最大溶解度时的电子浓度数值接近位1.4。 17.间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体。 18间隙相:当非金属X和金属M原子半径的比值r x/r M<0.59时,形成具有简单的晶体结构的相。 19.间隙化合物:当r x/r M>0.59时,形成具有复杂的晶体结构的相。 拓扑密堆相:由两种大小不同的金属原子所构成的一类中间相,其中大小原子通过适当配合构成空间利用率和配位数都很高的复杂结构 20.晶体缺陷:实际晶体中原子排列不规则、完整,存在各种偏离理想结构的情况。 根据晶体缺陷的几个特征,分为三类:点缺陷、线缺陷、面缺陷。 21:晶格畸变:点缺陷周围的涉及几个原子间距范围的弹性畸变区,从而使强度、硬度提高,塑性、韧性下降。 22.点缺陷:在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。 23.点缺陷的分类:热缺陷、组织缺陷、电荷缺陷 24.空位:原子脱离原来的平衡位置迁移到别处,在原位出现的空结点就是空位。 25.肖特基缺陷:离开平衡位置的原子迁移到晶体的表面上。 26.弗仑克尔缺陷:离开平衡位置的原子迁移到晶格的间隙中。 27.空位的形成能:在晶体内取出一个原子放在晶体表面上(但不改变晶体的表面积和表面能)所需要的能量。 28.热平衡缺陷:由于热起伏促使原子脱离点阵位置而形成的点缺陷。 29.过饱和的点缺陷:通过高温淬火、冷变形加工和高能粒子的辐照效应等形成。 30.平衡浓度:晶体中点缺陷的存在一方面造成点阵畸变,使晶体内能升高,增大了晶体的

材料科学 晶体缺陷

§5 晶体缺陷 晶体中原子(或分子、离子)在三维空间中的周期性规则排列仅仅是一种理想情况,实际晶体中的情况则不尽然。由于晶体的生长条件、原子的热运动以及材料加工过程中各种因素的影响,使原子排列不可能那样规则和完善,往往存在着偏离理想结构的区域,从而形成晶体缺陷。研究表明,形成晶体缺陷的这些区域,其中的某些原子虽然失去了与周围原子之间的正常的相邻关系,但仍然受到原子键合力的约束,其排列并不是杂乱无章的。因此,晶体是以一定的形态存在,按一定的规律产生、发展和运动,并对晶体的物理和化学性能产生重要影响。 根据晶体中缺陷的几何特征,可分为: 点缺陷(0维):空间尺寸很小,相当于原子数量级,如空位、间隙原子等; 线缺陷(一维):在两个方向上小但在另一个方向上尺寸大,如各种位错; 面缺陷(二维):在一个方向上小但在另两个方向上尺寸大,如晶界、相界等。 5.1 点缺陷 晶体缺陷的尺寸在三维方向上均处于原子数量级,为点缺陷。 点缺陷产生原因:原子热振动、高温淬火、冷加工、辐照等。 点缺陷类型结构:空位、间隙原子、置换原子 肖脱基(Schottky)空位:脱离平衡位置的原子移动到晶体表面; 弗兰克尔(Frankel)空位:脱离平衡位置的原子移动到晶体点阵的间隙中。

图2.13 点缺陷示意图 a) 空位;b) 间隙原子;c) 异质间隙原子; d) 异质置换原子(原子半径小);e) 异质置换原子(原子半径大) 图2.14 空位聚集成为空位片 a) 孤立的空位;b) 聚集成片的空位片 图2.15 化合物离子晶体中两种常见的点缺陷 点缺陷形成能:由于空位或者间隙原子的存在而使点阵产生畸变,晶体内能升高,增加的能量称为点缺陷形成能。常见金属中,间隙原子形成能比空位形成能大几倍。 点缺陷平衡浓度:热力学分析表明,在绝对零度以上的任何温度,晶体中含

材料科学基础名词解释---自己总结

0、金属键:自由电子与原子核之间静电作用产生的键合力。 0、晶胞:具有代表性的基本单元(即最小平行六面体)作为点阵的组成单元。 1、晶体:原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列,有固定熔点、各向异性。 2、晶带:所有平行或相交于某一晶向直线的晶面构成一个晶带 3、三种金属结构:面心立方、体心立方、密排六方结构 5、固溶体:是以某一组元为溶剂,在其晶体点阵中溶人其他组元原子(溶质原子)所形成的均匀混合的固态溶体,它保持着溶剂的晶体结构类型。分为置换固溶体和间隙固溶体 5-1、中间相:两组元A 和B 组成合金时,除了形成以A 为基或以B 为基的固溶体外,还可能形成晶体结构与A,B 两组元均不相同的新相。由于它们在二元相图上的位置总是位于中间,故通常把这些相称为中间相。 5-2、固溶体的微观不均匀性 6、晶体缺陷:点缺陷是最简单的晶体缺陷,它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。晶体点缺陷包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子,以及由它们组成的复杂点缺陷,如空位对、空位团和空位-溶质原子对等。、 6-1:位错:是晶体内的一种线缺陷,其特点是沿一条线方向原子有规律地发生错排;这种缺陷用一线方向和一个柏氏矢量共同描述。刃型位错和螺型位错。运动为滑移、攀移、交割6-2:交滑移:晶体中,出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移,这种滑移称为交滑移。 6-3:位错密度:单位体积晶体中所含的位错线的总长度,及p=L/v(cm-2) 7、晶界:多数晶体物质是由许多晶粒所组成,属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面称为晶界,它是一种内界面;而每个晶粒有时又由若干个位向稍有差异的亚晶粒所组成,相邻亚晶粒间的界面称为亚晶界。 8、孪晶是指两个晶体(或一个晶体的两部分)沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系,这两个晶体就称为"孪晶",此公共晶面就称孪晶面。孪晶界:共格孪晶界和非共格孪晶界9、相界:具有不同结构的两相之间的分界面称相界。共格相界、半共格相界和非共格相界 11、物质从低浓度区向高浓度区扩散,扩散结果提高了浓度梯度,称为上坡扩散或逆向扩散。 12、影响扩散的因素:温度、固溶体类型、晶体结构、晶体缺陷、化学成分 13、材料受力后要发生变形,外力较小时弹性变形;外力较大时塑性变形,外力过大会断裂。 14、单晶体塑性变形通过滑移、孪生和扭折。 15、滑移的位错机制:位错宽度越大,则派一纳力越小,这是因为位错宽度表示了位错所导致的点阵严重畸变区的范围.宽度大则位错周围的原子就能比较接近于平衡位置,点阵的弹性畸变能低,故位错移动时其他原子所作相应移动的距离较小,产生的阻力也较小。 16、细晶:一般在室温使用的结构材料都希望获得细小而均匀的晶粒。因为细晶粒不仅使材料具有较高的强度、硬度,而且也使它具有良好的塑性和韧性,即具有良好的综合力学性能。 17、固溶强化:由于合金元素的加入,导致以金属为基体的合金的强度得到加强的现象。影响因素:1.原始原子和添加原子之间的尺寸差别。尺寸差别越大,原始晶体结构受到的干扰就越大,位错滑移就越困难。2. 合金元素的量。加入的合金元素越多,强化效果越大。如果加入过多太大或太小的原子,就会超过溶解度。这就涉及到另一种强化机制,分散相强化。3.间隙型溶质原子比置换型原子具有更大的固溶强化效果。 4.溶质原子与基体金属的价电子数相差越大,固溶强化作用越显著。 18、单晶体切应力应变曲线:易滑移阶段,线硬化,抛物线型硬化 19:形变织构:;丝织构,板织构。再结晶分为形核,长大。 20、再结晶:冷变形后的金属加热到一定温度之后,在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒,而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状态,这个过程称为再结晶。

晶体中的缺陷

晶体中的缺陷及其对材料性能的影响 前言 晶体的主要特征是其中原子(或分子)的规则排列,但实际晶体中的原子排列会由于各种原因或多或少地偏离严格的周期性,于是就形成了晶体的缺陷,晶体中缺陷的种类很多,它影响着晶体的力学、热学、电学、光学等各方面的性质。晶体的缺陷表征对晶体 理想的周期结构的任何形式的偏离。 晶体缺陷的存在,破坏了完美晶体的有序性,引起晶体内能U和熵S增加。按缺陷在空间的几何构型可将缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷,它们分别取决于缺陷的延伸范围是零维、一维、二维还是三维来近似描述。每一类缺陷都会对晶体的性能产生很大影响,例如点缺陷会影响晶体的电学、光学和机械性能,线缺陷会严重影响晶体的强度、电性能等。 一、晶体缺陷的基本类型 点缺陷 1、点缺陷定义 由于晶体中出现填隙原子和杂质原子等等,它们引起晶格周期性的破坏发生在一个或几个晶格常数的限度范围内,这类缺陷统称为点缺陷。这些空位和填隙原子是由热起伏原因所产生的,因此又称为热缺陷。

2、空位、填隙原子和杂质 空位:晶体内部的空格点就是空位。由于晶体中原子热运动,某些原子振动剧烈而脱离格点跑到表面上,在内部留下了空格点,即空位。 填隙原子:由于晶体中原子的热运动,某些原子振动剧烈而脱离格点进入晶格中的间隙位置,形成了填隙原子。即位于理想晶体中间隙中的原子。 杂质原子:杂质原子是理想晶体中出现的异类原子。 3、几种点缺陷的类型 弗仑克尔缺陷:原子(或离子)在格点平衡位置附近振动,由于非线性的影响,使得当粒子能量大到某一程度时,原子就会脱离格点,而到达邻近的原子空隙中,当它失去多余动能后,就会被束缚在那里,这样产生一个暂时的空位和一个暂时的填隙原子,当又经过一段时间后,填隙原子会与空位相遇,并同空位复合;也有可能跳到较远的间隙中去。若晶体中的空位与填隙原子的数目相等,这样的热缺陷称为弗仑克尔缺陷。 肖特基缺陷:空位和填隙原子可以成对地产生(弗仑克尔缺陷),也可以在晶体内单独产生。若脱离格点的原子变成填隙原子,经过扩散跑到晶体表面占据正

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