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晶体结构缺陷-类型-面缺陷-固溶体

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晶体的结构缺陷精简

晶体的结构缺陷精简

形成原因
点缺陷
由于晶体中原子或分子的缺失、多余 或错位，导致局部的原子排列异常。 常见的点缺陷包括空位、间隙原子和 替位式杂质等。
线缺陷
面缺陷
晶体中原子或分子的平面排列异常， 如晶界、相界和表面等。
晶体中由于原子或分子的排列不连续 而形成的线性异常区域，如位错。
对晶体性质的影响
物理性质
晶体结构缺陷可以影响晶体的热 学、光学、电学和磁学等物理性 质。例如，金属导体的电阻率会
03
线缺陷
位错概念
位错
晶体中某处有一列或若干列原子 发生了有规律的错排或缺失，从 而使晶体结构发生畸变，这种畸 变可以延伸到相当远的区域，称
为位错。
位错线
位错延伸的方向称为位错线，其 运动方向与位错线垂直。
柏氏矢量
描述位错特征的矢量，其大小表 示位错的大小，方向表示位错线
的方向。
位错类型
刃型位错
肖脱基缺陷
总结词
肖脱基缺陷是由于晶体表面上的原子 迁移到内部而形成的表面空位。
详细描述
在晶体表面，原子由于热运动或其他 原因迁移到晶体内部，留下表面空位 。这种缺陷通常在高温或高真空条件 下形成。
间隙原子与空位
总结词
间隙原子和空位缺陷是由于原子或分子的位置偏离正常格点 而形成的。
详细描述
间隙原子是指原子进入晶格间隙位置，而空位则是在正常格 点位置上形成的空位。这两种缺陷对晶体的物理和化学性质 产生影响。
表面缺陷在半导体器件、光电 子器件、催化等领域有重要应 用，例如表面改性、表面增强 拉曼散射等。
05
体缺陷
沉淀与固溶体
沉淀
当晶体内部某些组分由于过饱和而析出，形成与基体不同的相，即为沉淀。

晶体结构缺陷

晶体结构缺陷
刘学良 lyshan@
（a）弗仑克尔缺陷的形成 （空位与间隙质点成对出现）
（b）单质中的肖特基缺陷的形成
热缺陷产生示意图
刘学良 lyshan@
– 点缺陷的表示和缺陷反应
• 表示：使用最广泛的是KrÕger-Vink(克罗格—明克) 的符号，具体为：用一个主要符号来表明缺陷的种 类，而用一个下标来表示这个缺陷的位置。缺陷的 有效电荷在符号的上标表示。如用上标“·”表示有效 正电荷，用“′”表示有效负电荷，用“×”表示有效零 电荷。 • 以MX离子晶体(M为二价阳离子、X为二价阴离子) 为例来说明缺陷化学符号的表示方法。
刘学良 lyshan@
（2）质量平衡：与化学反应方程式相同， 缺陷反应方程式两边的质量应该相等。需 要注意的是缺陷符号的右下标表示缺陷所 在的位置，对质量平衡无影响。 （3）电中性：电中性要求缺陷反应方程式 两边的有效电荷数必须相等。
刘学良 lyshan@
2.缺陷反应实例
（1）杂质（组成）缺陷反应方程式──杂质 在基质中的溶解过程 杂质进入基质晶体时，一般遵循杂质的正 负离子分别进入基质的正负离子位置的原 则，这样基质晶体的晶格畸变小，缺陷容 易形成。在不等价替换时，会产生间隙质 点或空位。
刘学良 lyshan@
例1·写出NaF加入YF3中的缺陷反应方程式 • 以正离子为基准，反应方程式为：
KCl . K
• 以负离子为基准，则缺陷反应方程式为：
CaCl2 ⎯⎯→ Ca + VK '+ 2ClCl
KCl . K
刘学良 lyshan@
基本规律： – 低价正离子占据高价正离子位置时，该 位置带有负电荷，为了保持电中性，会 产生负离子空位或间隙正离子。 – 高价正离子占据低价正离子位置时，该 位置带有正电荷，为了保持电中性，会 产生正离子空位或间隙负离子。

晶体结构缺陷(二)固溶体

晶体结构缺陷(二)固溶体

知识点052 固溶体的定义与分类定义分类置换式固溶体：间隙式固溶体：分类无限固溶体：有限固溶体：实例置换式实例：金属和金属形成的固溶体都是置换式的。

如，Cu-Zn系中的α和η固溶体都是置换式固溶体。

在金属氧化物中，主要发生在金属离子位置上的置换，如：MgO-CaO，MgO-CoO，PbZrO3-PbTiO3，Al2O3-Cr2O3等。

间隙式实例：金属和非金属元素H、B、C、N等形成的固溶体都是间隙式的。

如，在Fe-C系的α固溶体中，碳原子就位于铁原子的BCC（体心立方）点阵的八面体间隙中。

实例 无限互溶实例： Cu-Ni 系、Cr-Mo 系、Mo-W 系、Ti-Zr 系， MgO-CoO 系统，分子式可写为Mg x Ni 1-x O ，x =0~1 。

PbTiO 3与PbZrO 3，分子式可写成：Pb （Zr x Ti 1-x ）O 3，x =0~1 有限互溶实例： Cu-Zn 系统、Cu-Sn 系统、Fe-C 系统、Pd-H 系统（储氢材料）、NaCl-KCl 系统、MgO-CaO 系统，ZrO 2-CaO 系统、MgO-Al 2O 3系统等。

为什么？形成置换型固溶体的条件（经验规则）相似相溶r = r1–r2r1小于介于注意：只是必要条件而不是充分条件实例形成间隙型固溶体的条件（经验规则）实例随堂练习：答：= r = r 1–r 2 r 1随堂练习：答：经验规则！知识点053.固溶体的性质有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）随堂练习：随堂练习：知识点054 固溶体类型的实验判别VW d 晶胞体积的晶胞质量（含有杂质的）固溶体理论密度理=0N i i i Wi i 阿佛加德罗常数的原子量实际所占分数的晶胞分子数质点质量⨯⨯=∑==ni Wi W 1CaOZrO 2 Ca Zr + O O + V O .. ,,2CaOZrO 2 Ca Zr + 2O O + Ca i.. ,,CaZr0.85O1.850.15有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）CaO ZrO2Ca Zr + O O+ V O..,,Ca0.15Zr0.85O1.85x32423/565.5101.1351018.75cm g V W d =⨯⨯==--理置∑⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯==-++2224210022.6285.18185.04115.04O Zr Ca M M M Wi W 晶胞质量Ca 0.15Zr 0.85O 1.85Ca 0.15Zr 0.85O 1.85y2CaOZrO 2 Ca Zr+ 2O O + Ca i.. ,,Ca0.15Zr0.85O1.85Ca0.3/1.85Zr1.7/1.85O2∑⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯==-++2224210022.6228185.1/7.14185.1/3.04O Zr Ca M M M Wi W 晶胞质量32423/014.6101.1351025.81cm g V W d =⨯⨯==--理间Ca 0.3/1.85Zr 1.7/1.85O 232423/565.5101.1351018.75cm g V W d =⨯⨯==--理置32423/014.6101.1351025.81cm g V W d =⨯⨯==--理间随堂练习：答：1810218 82AlMg0.92O1.160.16Al0.16Mg0.92O1.16 xAl2x Mgl-2xO1+xAl2O3 2MgO2Al Mg.+ 2O O+ O i,,0.16 0.92 1.16=0.148 0.852 1.074密度增加xAl2x Mg1-3x OAl0.16Mg0.92O1.16Al2O3 3MgO2Al Mg.+ 3O O+ V Mg,,Al2x Mg1-3x O Al0.16/1.16Mg0.92/1.16O1.16/1.16有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）0.138 0.793 1密度减小。

无机材料科学基础名词解释

无机材料科学基础名词解释

名词解释肖特基缺陷：正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体表面，晶体内正常格点上留下空位弗伦克尔缺陷：晶格热振动时，能量足够大的原子离开平衡位置，挤到晶格间隙中，形成间隙原子，原来位置上形成空位空间群：晶体结构中一切对称要素的集合称为空间群。

本征扩散:指空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起质点的迁移的扩散方式；非本征扩散是由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。

固溶体：在固态条件下，一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。

烧结与熔融：烧结是在远低于固态物质的熔融温度下进行的，熔融时全部组元都转变为液相，而烧结时至少有一组元是固态的。

等同点：在晶体结构中占据相同的位置和具有相同的环境的点点阵（空间点阵）：空间点阵，一系列在三维空间按周期性排列的几何点结点间距：行列中两个相邻结点间的距离晶体：内部质点在三维空间按周期性重复排列的固体，具有格子构造的固体基本性质：结晶均一性、各向异性、自限性、对称性、最小内能性对称：物体中相同部分之间的有规律的重复宏观晶体的对称要素：对称轴、对称中心、对称面、倒转轴对称变换（对称操作）:使对称物体中各相同部分作有规律重复的变换动作对称型（点群）：宏观晶体中对称要素的集合，包含了宏观晶体中全部对称要素的总和以及它们相互间的组合关系晶胞：晶体结构中的平行六面体单位，其形状大小与对应的空间格子中的平行六面体一致。

单位晶胞：能够充分反映整个晶体结构特征的最小结构单位，其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。

配位数：晶体结构中，原子或离子的周围，与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。

固相反应：广义：固相参与的化学反应；狭义：固体与固体发生化学反应生成新的固体。

固相反应速度较慢、需要高温烧结：一种或多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点的温度下变成致密、坚硬的烧结体的过程，包括粉末颗粒表面的粘结和粉末内部物质的传递与迁移。

晶体缺陷与固态相

晶体缺陷与固态相

晶体缺陷点缺陷晶体缺陷：晶体中原子排列的不规则性及不完整性。

晶体缺陷的种类：点缺陷、线缺陷、面缺陷点缺陷：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微观区域内偏离晶体结构正常排列的一种缺陷）。

点缺陷的类型：空位、间隙原子、杂质或溶质原子以及他们组成的复杂点缺陷如，空位，空位团和空位—溶质原子对等。

点缺陷与扩散的关系：空位，间隙原子均为自扩散，异类原子为弥扩散。

点缺陷对性能的影响：点缺陷的存在使得金属的电阻增加，体积膨胀，密度减小，使得离子晶体的导电性能改善。

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。

获得过饱和点缺陷的方法：辐照、高温淬火和冷变形加工。

线缺陷线缺陷：在两个方向上的尺寸很小，另一个方向上延伸较长，也称一维缺陷，如各类位错。

位错：晶体排列的一种特殊组态，晶体中沿某一原子面及某一原子方向发生有规律的错排现象；为错是伯氏矢量不为零的晶体缺陷。

位错的基本类型：刃型位错，螺型位错和混合位错。

他们与伯氏矢量的关系：刃型位错的位错线与伯氏矢量垂直，螺型位错的位错线与伯氏矢量平行，混合型位错的位错线与伯氏矢量相交成任意角度。

刃型位错正负的判定：用右手的拇指，食指和中指构成直角坐标，中指指向伯氏矢量方向，食指指向位错线方向，拇指向上为正刃型位错反之为负刃型位错。

螺位错左旋与右旋的判定：用拇指代表螺旋的前进方向，而以其余四指代表螺旋的旋转方向，凡符合右手法则称为右螺旋位错，符合左手法则的称为左螺旋位错。

伯氏矢量与位错线正向方向相同的为右螺旋位错，相反为左螺旋位错。

刃型位错的结构特点：1，刃型位错有一个额外的半原子面；2，刃型位错可以理解成已滑移区与未滑移区的边界线。

3，滑移面必定是包含有位错线和滑移矢量的平面，在其他面上不能滑移。

位错的产生：晶体中相邻的两部分在切应力作用下沿一定的晶面和晶向相对滑动，滑移的结果在晶体表面上出现明显的滑移痕迹----滑移线。

扩展位错：通常把一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态称为扩展为错。

3_《材料科学基础》第三章_晶体结构缺陷((上)

3_《材料科学基础》第三章_晶体结构缺陷((上)

点缺陷（零维缺陷）--原子尺度的偏离.
按 缺
例：空位、间隙原子、杂质原子等
陷 线缺陷（一维缺陷）--原子行列的偏离.
的
例：位错等
几 何
面缺陷（二维缺陷）--表面、界面处原子排列混乱.
形
例：表面、晶界、堆积层错、镶嵌结构等
态 体缺陷（三维缺陷）--局部的三维空间偏离理想晶体的周期性
例：异相夹杂物、孔洞、亚结构等
1、 固溶体的分类
(1) 按杂质原子的位置分： 置换型固溶体—杂质原子进入晶格中正常结点位置而取代基
质中的原子。例MgO-CoO形成Mg1-xCoxO固溶体。 间隙型固溶体—杂质原子进入晶格中的间隙位置。
有时俩
(2)按杂质原子的固溶度x分： 无限（连续）固溶体—溶质和溶剂任意比例固溶(x=0~1)。
多相系统
均一单相系统
Compounds AmBn
原子间相互反应生成
均一单相系统
结构
各自有各自的结构
A structure
structure
+ B structure
结构与基质相同 A structure
结构既不同于A也不同于B New structure
化学计量 A/B
不定
固溶比例不定
m:n 整数比或接近整数比的一定范围内
四、固溶体Solid solution（杂质缺陷）
1、固溶体的分类 2、置换型固溶体 3、间隙型固溶体 4、形成固溶体后对晶体性质的影响 5、固溶体的研究方法
①固溶体：含有外来杂质原子的单一均匀的晶态固体。 例：MgO晶体中含有FeO杂质 → Mg1-xFexO
基质 溶剂 主晶相
杂质 溶质 掺杂剂
萤石CaF2(F-空位)

晶体结构缺陷-类型-面缺陷-固溶体-5


（2） MgO溶解到Al2O3晶格中
2 MgO 2 Mg VO 2OO Al Al2O3
(1－4)
Mgi 3OO 3 MgO 2 Mg Al
Al2O3
(1－5)
（1－5〕较不合理。因为Mg2+进入间隙位置不易发生。
材料科学基础（Fundamentals of Materials Science）
(2) 间隙原子 间隙（interstitial）原子用Mi、Xi表示M或X原子 处于间隙位置。
材料科学基础（Fundamentals of Materials Science） 西南科技大学
(3) 错位原子 错位原子用MX、XM等表示，MX表示M原子占 据X的位置。 (4) 自由电子和电子空穴 在典型离子晶体中，电子（electron）或电子 空穴（hole）是属于特定的离子，可以用离子价来 表示。但在有些情况下，有的电子或空穴可能并不 属于某一特定的离子，在外界的光、电、热作用下， 可以在晶体中运动，这样的电子与孔空称为自由电 子和电子孔空，分别用e’和h表示。其中右上标分 别表示一个单位的负电荷和一个单位正电荷。
材料科学基础（Fundamentals of Materials Science）
西南科技大学
3.2 点缺陷
3.2.1 点缺陷的符号表征－Kroger-Vink符号
(1)空位 空位（Vacancy）用V来表示，则VM、VX分别表示M 原子和X原子空位。符号中的右下标表示缺陷所在位置， VM、VX分别表示M或X位置是空的。
材料科学基础（Fundamentals of Materials Science） 西南科技大学
(4) 电荷缺陷
质点排列的周期性未受到破坏，但因电子或

晶体结构缺陷


引起位置增殖的缺陷有：
– Vm, Vx, Mm, Mx, Xm, Xx

不发生位置增殖的缺陷有：
– e’, h., Mi, Xi
3、质量平衡： 缺陷方程的两边必须保持质量平衡 缺陷符号的下标只是表示缺陷位置， 对质量平衡没有作用 VM 为 M 位置上的空位，不存在质量。

4、电中性： 在缺陷反应前后晶体必须保持电中性 缺陷反应式两边必须具有相同数目总有 效电荷
各种缺陷生成难易比较 弗伦克尔缺陷 • 正离子 • 负离子
和产生原因等不同角度进行分类， 不同分类方法可能产生重叠交叉。
点缺陷

一、根据其对理想晶格偏离的几何位置 及成分划分
（1） 间隙原子 （2） 空位 （3） 杂质原子

1、间隙原子
原子或离子进入晶体中正常结点之间的间 隙位置，成为间隙原子（或离子）或填隙 原子（或离子）。 从成分上看，填隙质点可以是晶体自身的 质点，也可以 是外来 杂质的 质点
5、带电缺陷：
不同价离子之间的替代就出现带电 缺陷，如 Ca2+ 取代 Na+ 形成 Ca Na Ca2+ 取代 Zr4+ 形成
'' Ca Zr
6、错放原子：
MX 表示 M 原子被错放在X位置上
7、 缔合中心： 一个带电的点缺陷与另一个带相反电荷 的点缺陷相互缔合形成一组或一群新的缺陷， 它不是原来两种缺陷的中和消失，这种新缺 陷用缔合的缺陷放在括号内表示。
Y2O3 ' Y " i
在无机材料中，发生缺陷反应时以 质点取代（置换）的情况为常见
取代类别 正离子取 代 取代情况 缺 陷 带电性 负电 正电 正电 负电

晶体结构缺陷


含量一般少于0.1％。
类型：置换式杂质原子和间隙式杂质原子
特征: 杂质缺陷的浓度与温度无关。
只决定于溶解度 杂质缺陷对材料性能的影响
3. 非化学计量结构缺陷
定义：指组成上偏离化学计量而形成的缺陷。 特点：其化学组成随周围气氛的性质及其分压大 小而变化，它是产生n型和p型半导体的基础， 为一种半导体材料。 如： TiO2 x
离子尺寸因素
晶体结构类型
离子的电价因素
电负性因素
（1）离子尺寸因素
பைடு நூலகம்离子尺寸越接近，固溶体越稳定
15％规则：
r1 r2 r1
< 15％， 连续型固溶体MgO－NiO 15～30％，不连续型固溶体MgO－CaO > 30％，不形成固溶体
（2）晶体的结构类型
晶体结构类型相同，易形成连续型固溶体 例如：
1、 按杂质原子在固溶体中的位置分类
（1）置换型固溶体 杂质原子进入晶体中正常格点位置所生成的 固溶体。如：MgO-CaO，MgO-CoO，
PbZrO3-PbTiO3，Al2O3-Cr2O3等
（2）间隙型固溶体 杂质原子进入溶剂晶格的间隙位置所生成 的固溶体。
2、按杂质原子在晶体中的溶解度分类

1. 写缺陷反应方程式应遵循的原则
（1）位置关系 （2）质量平衡
（3）电中性
（1）位置关系
在化合物MaXb中，无论是否存在缺陷，其
正负离子位置数（即格点数）的之比始终是一
个常数a/b，即：
M位置数 a ＝ X位置数 b
注意：
V、M X — —算位置 M i — —不算位置
位置增值、表面位置


热缺陷
杂质缺陷 非化学计量结构缺陷 其它：电荷缺陷，辐照缺陷……

晶体结构缺陷

离子晶体中基本点缺陷类型
4）溶质原子：LM表达L溶质处于M位置，SX表达S溶质处 于X位置。 例：Ca取代了MgO晶格中旳Mg写作CaMg， Ca若填隙在MgO晶格中写作Cai。
5）自由电子及电子空穴：自由电子用符号e′表达。电子空 穴用符号h·表达。它们都不属于某一种特定旳原子全部， 也不固定在某个特定旳原子位置。
VO••
3OO
1 2
O2
例2：CaCl2溶解在KCl中：
产生K空位 ，合 理
CaCl2 KCl CaK• VK' 2ClCl
CaCl2 KCl CaK• Cli' ClCl
Cl-进入填隙位， 不合理
CaCl2 KCl Cai•• 2VK' 2ClCl
Ca进入填 隙位，不合
理
例3：MgO溶解到Al2O3晶格内形成有限置换型固溶体：
荷。为了保持电中性，会产生阴离子空位或间隙阳离子； 2、高价阳离子占据低价阳离子位置时，该位置带有正电
荷，为了保持电中性，会产生阳离子空位或间隙阴离子。
举例：
例1：TiO2在还原气氛下失去部分氧，生成TiO2-x旳反应能 够写为：
2TiO2
2TiT' i
VO••
3OO
1 2
O2
2Ti
4OO
2TiT' i
克罗格-明克符号系统
1、 缺陷符号旳表达措施 （以MX离子晶体为例） 1）空位：VM和VX分别表达M原子空位和X原子空位，V表达缺陷种类，
下标M、X表达原子空位所在位置。
VM〞=VM +2eˊ VX‥ = VX +2 h·
2）填隙原子：Mi和Xi分别表达M及X原子 处于晶格间隙位置 3）错放位置：MX表达M原子被错放在X位置上， 这种缺陷较少。
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(4) 电荷缺陷
质点排列的周期性未受到破坏，但因电子或空穴的 形成使晶体的势场发生畸变而产生的缺陷。
如：非金属晶体在接近0K时，价带中电子满排，导 带全空，当价带电子获足够能量时跃过禁带入导带，则 导带中的电子、价带中的空穴使晶体的势场畸变，从而 产生电荷缺陷。
（5）辐照缺陷 辐照缺陷是指材料在辐照之下所产生的结构的不 完整性。产生色心（Color center）、位错环等。辐 照对金属、非金属、高分子材料的操作效应是不同的。
（3）非化学计量缺陷
非化学计量缺陷是指组成上偏离化学中的定比定律所形 成的缺陷。它是由基质晶体与介质中的某些发生交换而产生 的。
特点：组成明显地随着周围气氛的性质和压力的大小的 变化而变化。这种缺陷是生成N型和P型半导体的重要基础。 如：TiO2在还原气氛下，形成TiO2-x（x＝0-1），这是一种N 型半导体。Zn1-xO，P型。
➢ 在上述各种缺陷符号中，空位、错位等位于正常格 点上，对格点数的多少有影响，而间隙原子或离子 或电荷缺陷等不在正常格点上，对格点数的多少无 影响。
➢ 形成缺陷时，基质晶体中的原子数会发生变化，外 加进入基质晶体时，系统原子数增加，晶体尺寸增 大；基质中原子逃逸到周围介质中时，晶体尺寸减
小。
(2) 质量平衡 与化学反应方程式相同，缺陷反应方程式两边的质量应该 相等。 ➢ 注意：缺陷符号的右下标表示缺陷所在的位置，对质量平 衡无影响。 (3) 电荷平衡 缺陷反应方程式两边的有效电荷数必须相等。
点缺陷是晶体中最为重要的一类，它与材料的电学性质、 光学性质、材料的高温动力学过程有关。
成
双空位
对
空位
的
离
子
空
位
间隙原 子
位移原 子
（2）线缺陷 线缺陷也称为一维缺陷，是指在一维方向上偏离理想晶 体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷。如各种位错（Dis location），它的产生和运动与材料的一些力学性能有关， 如韧性或脆性。
(5) 带电缺陷
如：在NaCl晶体:取出一个Na+，则可以把它写
V 成
' ，此符号代表Na＋空位。即：
Na
V' Na
VNa e '
V Cl
VCl h
其它的带电缺陷可以用类似方法表示， 如：
NaC' a
(6) 缔合中心 电性相反的缺陷距离接近到一定程度时，在 库仑力作用下会合成一组或一群，产生一个缔合中 心。通常把了发生缔合的缺陷写在圆括号内来表示 缔合中心。如：（VNa’VCl·）
(3) 错位原子 错位原子用MX、XM等表示，MX表示M原子占据X的位 置。
(4) 自由电子和电子空穴 在典型离子晶体中，电子（electron）或电子空穴（h ole）是属于特定的离子，可以用离子价来表示。但在有些 情况下，有的电子或空穴可能并不属于某一特定的离子，在 外界的光、电、热作用下，可以在晶体中运动，这样的电子 与孔空称为自由电子和电子孔空，分别用e’和h表示。其中 右上标分别表示一个单位的负电荷和一个单位正电荷。
（1）热缺陷-本征缺陷 热缺陷亦称为本征缺陷，是指由热起伏的原因所产 生的空位或（和）间隙质点（原子或离子）。 缺陷的产生和复合始终处于一种动态平衡，与化学 反应类似。
热缺陷包括弗仑克尔缺陷（Frenkel defect）和肖 特基缺陷（Schottky defect）
特征是空位和间隙质点成对 出现。
（1）点缺陷
根据其对理 想晶格偏离的 几何位置及成 分来划分
A、空位（Vacancy）：是指正常结 构点没有被质点占据，成为空结点， 即空位；
B、间隙质点或填隙原子（Interstitia l Particle）：指质点进入正常晶格 的间隙位置，成为间隙质点；
C、杂质原子（Foreign Particle）： 指外来质点进入正常结点位置或晶 格间隙，形成杂质缺陷。
3 晶体结构缺陷
3.1 晶体结构缺陷的类型 3.2 点缺陷 3.3 线缺陷 3.4 面缺陷 3.5 固溶体 3.6 非化学计量化合物
3.1 晶体结构缺陷的类型
3.1.1 按缺陷的几何形态分类 缺陷按几何形态可分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体 缺陷。
3.1 晶体结构缺陷的类型 3.1.1 按缺陷的几何形态分类
（3）面缺陷
又称为二维缺陷，二维方向偏离理想晶体中的周期性、 规则性排列而产生的缺陷。如晶界、表面、堆积层错等
（4）体缺陷
又称为三维缺陷，指在局部的三维空间偏离理想晶体的 周期性、规则性排列而产生的缺陷。如第二相粒子团、空位 团等。它与物系的分相、偏聚等过程有关。
3.1.2 按缺陷产生的原因分类
主要有热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷、电荷 缺陷和辐照缺陷等。
如中子辐照-导致金属产生间隙原子和空位。
3.2 点缺陷
3.2.1 点缺陷的符号表征－Kroger-Vink符号
(1)空位 空位（Vacancy）用V来表示，则VM、VX分别表示M 原子和X原子空位。符号中的右下标表示缺陷所在位置， VM、VX分别表示M或X位置是空的。
(2) 间隙原子 间隙（interstitial）原子用Mi、Xi表示M或X原子处于间隙 位置。
3.2.2 缺陷反应表示法
杂质
基质产Leabharlann 的各种缺陷缺陷反应方程式应的原则：
(1) 位置关系 在化合物（离子晶体MaXb）中，无论是否存在缺 陷，其正负离子位置数（即格点数）的之比始终是一个 常数a/b。
注意：
➢ 位置关系强调形成缺陷时，基质晶体中正负离子格 点数之比保持不变，并非原子个数比保持不变。
(4) 表面位置 如：MS在缺陷反应中不特别显示。
例1：写出将NaF加入YF3中的缺陷反应方程式。
注：在离子晶体中，正负离子 空位成比例出现，同时伴随有 体积的增加 。
（a）弗仑克尔缺陷的形成
（b）单质中的肖特基缺陷的形成
图2-6 热缺陷产生示意图
热缺陷的浓度与温度有关，温度升高，热缺陷浓度 增加。
（2）杂质缺陷
杂质缺陷亦称为组成缺陷，是由外加杂质的引入所 产生的缺陷。其特征是如果杂质的含量在固溶体的溶解 度范围内，则杂质缺陷的浓度与温度无关。如半导体材 料就是利用掺杂效应制得的。如红宝石激光器：α－Al2 O3中掺入Cr2O3，微量物质的存在，会改变基质晶体的 物理性质。