晶體缺陷PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 晶體缺陷晶體缺陷 多晶體多晶體: : 實(shí)際應(yīng)用的工程材料中，那怕是一塊尺寸很小材料，絕大多數(shù)包含著許許多多的小晶體，每個(gè)小晶體的內(nèi)部，晶格位向是均勻一致的，而各個(gè)小晶體之間，彼此的位向卻不相同。稱這種由多個(gè)小晶體組成的晶體結(jié)構(gòu)稱之為實(shí)際應(yīng)用的工程材料中，那怕是一塊尺寸很小材料，絕大多數(shù)包含著許許多多的小晶體，每個(gè)小晶體的內(nèi)部，晶格位向是均勻一致的，而各個(gè)小晶體之間，彼此的位向卻不相同。稱這種由多個(gè)小晶體組成的晶體結(jié)構(gòu)稱之為“多晶體多晶體”。 第1頁(yè)/共89頁(yè) 晶粒：多晶體材料中每個(gè)小晶體的外形多為不規(guī)則的顆粒狀，通常把它們叫做晶粒：多晶體材料中每個(gè)小晶體的外形多為不規(guī)則的顆粒狀，通常

2、把它們叫做“晶粒晶?！薄?晶界：晶粒與晶粒之間的分界面叫晶界：晶粒與晶粒之間的分界面叫“晶粒間界晶粒間界”，或簡(jiǎn)稱，或簡(jiǎn)稱“晶界晶界”。為了適應(yīng)兩晶粒間不同晶格位向的過(guò)渡，在晶界處的原子排列總是不規(guī)則的。為了適應(yīng)兩晶粒間不同晶格位向的過(guò)渡，在晶界處的原子排列總是不規(guī)則的。 第2頁(yè)/共89頁(yè) 組織：組織：多晶相的種類，晶粒的大小、形態(tài)、取向和分布，位錯(cuò)、晶界的狀況。 第3頁(yè)/共89頁(yè) 偽各向同性：多晶體材料中，盡管每個(gè)晶粒內(nèi)部象單晶體那樣呈現(xiàn)各向異性，每個(gè)晶粒在空間取向是隨機(jī)分布，大量晶粒的綜合偽各向同性：多晶體材料中，盡管每個(gè)晶粒內(nèi)部象單晶體那樣呈現(xiàn)各向異性，每個(gè)晶粒在空間取向是隨機(jī)分布，大量

3、晶粒的綜合作用，整個(gè)材料宏觀上不出現(xiàn)各向異性，這個(gè)現(xiàn)象稱為多晶體的偽各向同性。作用，整個(gè)材料宏觀上不出現(xiàn)各向異性，這個(gè)現(xiàn)象稱為多晶體的偽各向同性。 性能：性能： 組織敏感的性能：強(qiáng)度、斷裂韌度、延性、超塑性組織敏感的性能：強(qiáng)度、斷裂韌度、延性、超塑性 組織不敏感的性能：彈性模量組織不敏感的性能：彈性模量 第4頁(yè)/共89頁(yè) 晶體缺陷：晶體缺陷： 即使在每個(gè)晶粒的內(nèi)部，也并不完全象晶體學(xué)中論述的即使在每個(gè)晶粒的內(nèi)部，也并不完全象晶體學(xué)中論述的( (理想晶體理想晶體) )那樣，原子完全呈現(xiàn)周期性的規(guī)則重復(fù)的排列。把實(shí)際晶體中原子排列與理想晶體的差別稱為晶體缺陷。晶體中的缺陷的數(shù)量相當(dāng)大，但因原子的數(shù)

4、量很多，在晶體中占有的比例還是很少，材料總體具有晶體的相關(guān)性能特點(diǎn)，而缺陷的數(shù)量將給材料的性能帶來(lái)巨大的影響。那樣，原子完全呈現(xiàn)周期性的規(guī)則重復(fù)的排列。把實(shí)際晶體中原子排列與理想晶體的差別稱為晶體缺陷。晶體中的缺陷的數(shù)量相當(dāng)大，但因原子的數(shù)量很多，在晶體中占有的比例還是很少，材料總體具有晶體的相關(guān)性能特點(diǎn)，而缺陷的數(shù)量將給材料的性能帶來(lái)巨大的影響。 第5頁(yè)/共89頁(yè) 晶體缺陷按范圍分類：晶體缺陷按范圍分類： 1.點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷 在三維空間各方向上尺寸都很小，在原子尺寸大小的晶體缺陷。在三維空間各方向上尺寸都很小，在原子尺寸大小的晶體缺陷。 2.線缺陷線缺陷 在三維空間的一個(gè)方向上的尺寸很大在三維

5、空間的一個(gè)方向上的尺寸很大(晶粒數(shù)量級(jí)晶粒數(shù)量級(jí))，另外兩個(gè)方向上的尺寸很小，另外兩個(gè)方向上的尺寸很小(原子尺寸大小原子尺寸大小)的晶體缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯(cuò)的晶體缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯(cuò)Dislocation 3.面缺陷面缺陷 在三維空間的兩個(gè)方向上的尺寸很大在三維空間的兩個(gè)方向上的尺寸很大(晶粒數(shù)量級(jí)晶粒數(shù)量級(jí))，另外一個(gè)方向上的尺寸很小，另外一個(gè)方向上的尺寸很小(原子尺寸大小原子尺寸大小)的晶體缺陷。的晶體缺陷。 第6頁(yè)/共89頁(yè) 點(diǎn)缺陷：點(diǎn)缺陷：在三維空間各方向上尺寸都很小，在原子尺寸大小的晶體在三維空間各方向上尺寸都很小，在原子尺寸大小的晶體 缺陷。缺陷。 一、點(diǎn)缺

6、陷的類型一、點(diǎn)缺陷的類型 ： 1)空位空位 在晶格結(jié)點(diǎn)位置應(yīng)有原子在晶格結(jié)點(diǎn)位置應(yīng)有原子 的地方空缺，這種缺陷稱為的地方空缺，這種缺陷稱為“空空 位位”。 2)間隙原子間隙原子 在晶格非結(jié)點(diǎn)位置，在晶格非結(jié)點(diǎn)位置， 往往是晶格的間隙，出現(xiàn)了多余往往是晶格的間隙，出現(xiàn)了多余 的原子。它們可能是同類原子，的原子。它們可能是同類原子， 也可能是異類原子。也可能是異類原子。 3)異類原子異類原子 在一種類型的原子組在一種類型的原子組 成的晶格中，不同種類的原子替成的晶格中，不同種類的原子替 換原有的原子占有其應(yīng)有的位置換原有的原子占有其應(yīng)有的位置 。 第7頁(yè)/共89頁(yè) 弗侖克耳缺陷：原子離開平衡位置進(jìn)

7、入間隙，形成等量的空弗侖克耳缺陷：原子離開平衡位置進(jìn)入間隙，形成等量的空 位和間隙原子。位和間隙原子。 肖特基缺陷：只形成空位不形成間隙原子。肖特基缺陷：只形成空位不形成間隙原子。 金屬：金屬： 離子晶體：離子晶體： 1 負(fù)離子不能到間隙負(fù)離子不能到間隙 2 局部電中性要求局部電中性要求 第8頁(yè)/共89頁(yè) 第9頁(yè)/共89頁(yè) 第10頁(yè)/共89頁(yè) 第11頁(yè)/共89頁(yè) 根據(jù)經(jīng)典碰撞理論,可求出粒子在彈性碰撞后 的 能 量 轉(zhuǎn) 移 的 極 大 值 E m ， 即 為 式中 M1為碰撞粒子的質(zhì)量,EK為碰撞粒子的 動(dòng)能:M2為被碰撞粒子的質(zhì)量，其碰撞前動(dòng) 能為0(忽略熱運(yùn)動(dòng))當(dāng)M1 M2的情況下, 可寫

8、為 第12頁(yè)/共89頁(yè) 第13頁(yè)/共89頁(yè) 第14頁(yè)/共89頁(yè) 熱力學(xué)分析表明，在高于熱力學(xué)分析表明，在高于0K的任何溫度下，晶體最穩(wěn)定的狀態(tài)是含有一定濃度點(diǎn)缺陷的狀態(tài)。此濃度稱為點(diǎn)缺陷的平衡濃度。的任何溫度下，晶體最穩(wěn)定的狀態(tài)是含有一定濃度點(diǎn)缺陷的狀態(tài)。此濃度稱為點(diǎn)缺陷的平衡濃度。 1. 空位形成能空位形成能 空位的出現(xiàn)破壞了其周圍的結(jié)合狀態(tài)，因而造成局部能量的升高，由空位的出現(xiàn)而高于沒(méi)有空位時(shí)的那一部分能量稱為空位的出現(xiàn)破壞了其周圍的結(jié)合狀態(tài)，因而造成局部能量的升高，由空位的出現(xiàn)而高于沒(méi)有空位時(shí)的那一部分能量稱為“空位形成能空位形成能”。 第15頁(yè)/共89頁(yè) 在一摩爾的晶體中如存在在一摩爾

9、的晶體中如存在n個(gè)空位，晶體中有個(gè)空位，晶體中有N=6.023X1023個(gè)個(gè) 晶格位置，這是空位的濃度為晶格位置，這是空位的濃度為x=n/N，系統(tǒng)熵值為：，系統(tǒng)熵值為： 空位的出現(xiàn)提高了體系的熵值空位的出現(xiàn)提高了體系的熵值 第16頁(yè)/共89頁(yè) 設(shè)每個(gè)空位的形成能為設(shè)每個(gè)空位的形成能為u，空位濃度為，空位濃度為x時(shí)自由能的變化為：時(shí)自由能的變化為： 第17頁(yè)/共89頁(yè) 第18頁(yè)/共89頁(yè) 子發(fā)生強(qiáng)烈散射，因此增加了電子發(fā)生強(qiáng)烈散射，因此增加了電 阻。阻。 四、點(diǎn)缺陷對(duì)材料性能的影響四、點(diǎn)缺陷對(duì)材料性能的影響 第19頁(yè)/共89頁(yè) 第20頁(yè)/共89頁(yè) 第21頁(yè)/共89頁(yè) 第22頁(yè)/共89頁(yè) 第23頁(yè)

10、/共89頁(yè) 第24頁(yè)/共89頁(yè) ) 1 ( 1 dT dn V v dT dV V 第25頁(yè)/共89頁(yè) )/exp(kTQA N n c )/exp(kTQANn )/exp()/( 2 kTQkTANQ dT dn )/exp( 1 2 kTQ kT ANQ V v dT dV V 第26頁(yè)/共89頁(yè) kTQ k ANQ V v dT dV V T /)ln()ln( 2 )ln( 2 dT dV V T 第27頁(yè)/共89頁(yè) 第28頁(yè)/共89頁(yè) kT)ANQexp(-Q/nQU )/exp(c 2 2 p kTQ kT ANQ dT Ud 第29頁(yè)/共89頁(yè) kTQ k ANQ cT p /

11、)ln()ln( 2 2 )ln( 2 p cT 第30頁(yè)/共89頁(yè) 另 外 ，另 外 ，無(wú)論何種點(diǎn)缺陷的存在，都會(huì)使其附近的原子稍微偏離原結(jié)無(wú)論何種點(diǎn)缺陷的存在，都會(huì)使其附近的原子稍微偏離原結(jié) 點(diǎn)位置才能平衡，即造成小區(qū)域的晶格畸變。點(diǎn)位置才能平衡，即造成小區(qū)域的晶格畸變。 效果：效果： 1)加快原子的擴(kuò)散遷移加快原子的擴(kuò)散遷移 空位可作為原子運(yùn)動(dòng)的周轉(zhuǎn)站?？瘴豢勺鳛樵舆\(yùn)動(dòng)的周轉(zhuǎn)站。 2)形成其他晶體缺陷形成其他晶體缺陷 過(guò)飽和的空位可集中形成內(nèi)部的空過(guò)飽和的空位可集中形成內(nèi)部的空 洞，集中一片的塌陷形成位錯(cuò)。洞，集中一片的塌陷形成位錯(cuò)。 3)改變材料的力學(xué)性能改變材料的力學(xué)性能 空位移動(dòng)

12、到位錯(cuò)處可造成刃位錯(cuò)空位移動(dòng)到位錯(cuò)處可造成刃位錯(cuò) 的攀移。間隙原子和異類原子的存在會(huì)增加位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)的攀移。間隙原子和異類原子的存在會(huì)增加位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 阻力，會(huì)使強(qiáng)度提高，塑性下降。阻力，會(huì)使強(qiáng)度提高，塑性下降。 第31頁(yè)/共89頁(yè) 線缺陷：線缺陷： 在三維空間的一個(gè)方向上的尺寸很大在三維空間的一個(gè)方向上的尺寸很大(晶粒數(shù)量級(jí)晶粒數(shù)量級(jí))，另外，另外 兩個(gè)方向上的尺寸很小兩個(gè)方向上的尺寸很小(原子尺寸大小原子尺寸大小)的晶體缺陷。其具的晶體缺陷。其具 體形式就是晶體中的位錯(cuò)體形式就是晶體中的位錯(cuò)Dislocation。 第32頁(yè)/共89頁(yè) 將晶體的上半部分向左移動(dòng)一個(gè)原子間距，再按原子的結(jié)將晶體的

13、上半部分向左移動(dòng)一個(gè)原子間距，再按原子的結(jié) 合方式連接起來(lái)合方式連接起來(lái)(b)。除分界線附近的一管形區(qū)域例外，其他。除分界線附近的一管形區(qū)域例外，其他 部分基本都是完好的晶體。在分界線的上方將多出半個(gè)原子部分基本都是完好的晶體。在分界線的上方將多出半個(gè)原子 面，這就是刃型位錯(cuò)。面，這就是刃型位錯(cuò)。 一、位錯(cuò)的原子模型一、位錯(cuò)的原子模型 (a) (b) (c) 第33頁(yè)/共89頁(yè) 若將上半部分向上移動(dòng)一個(gè)原子間距，之間插入半個(gè)原子面若將上半部分向上移動(dòng)一個(gè)原子間距，之間插入半個(gè)原子面 ，再按原子的結(jié)合方式連接起來(lái)，得到和，再按原子的結(jié)合方式連接起來(lái)，得到和(b)類似排列方式類似排列方式(轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 9

14、0度度)，這也是刃型位錯(cuò)。，這也是刃型位錯(cuò)。 第34頁(yè)/共89頁(yè) 若將晶體的上半部分向后移動(dòng)一個(gè)原子間距，再按原子若將晶體的上半部分向后移動(dòng)一個(gè)原子間距，再按原子 的結(jié)合方式連接起來(lái)的結(jié)合方式連接起來(lái)(c)(c)，同樣除分界線附近的一管形區(qū)域，同樣除分界線附近的一管形區(qū)域 例外，其他部分基本也都是完好的晶體。而在分界線的區(qū)域例外，其他部分基本也都是完好的晶體。而在分界線的區(qū)域 形成一螺旋面，這就是螺型位錯(cuò)。形成一螺旋面，這就是螺型位錯(cuò)。 (a) (b) (c) 第35頁(yè)/共89頁(yè) 螺型螺型位錯(cuò)位錯(cuò) ： 第36頁(yè)/共89頁(yè) 確定方法：確定方法： 首先在原子排列基本正常區(qū)域作一個(gè)包含位首先在原子排

15、列基本正常區(qū)域作一個(gè)包含位 錯(cuò)的回路，也稱為柏氏回路，這個(gè)回路包含錯(cuò)的回路，也稱為柏氏回路，這個(gè)回路包含 了位錯(cuò)發(fā)生的畸變。然后將同樣大小的回路了位錯(cuò)發(fā)生的畸變。然后將同樣大小的回路 置于理想晶體中，回路當(dāng)然不可能封閉，需置于理想晶體中，回路當(dāng)然不可能封閉，需 要一個(gè)額外的矢量連接才能封閉，這個(gè)矢量要一個(gè)額外的矢量連接才能封閉，這個(gè)矢量 就稱為該位錯(cuò)的柏氏就稱為該位錯(cuò)的柏氏(Burgers)矢量。矢量。 第37頁(yè)/共89頁(yè) 第38頁(yè)/共89頁(yè) 柏氏矢量與位錯(cuò)類型的關(guān)系：柏氏矢量與位錯(cuò)類型的關(guān)系： 刃型位錯(cuò)刃型位錯(cuò) 柏氏矢量與位錯(cuò)線相互垂直。柏氏矢量與位錯(cuò)線相互垂直。 (依方向關(guān)系可分正刃和負(fù)刃

16、型位錯(cuò)依方向關(guān)系可分正刃和負(fù)刃型位錯(cuò)：半原子面在上面的稱正半原子面在上面的稱正 刃型位錯(cuò)，半原子面在下面的稱負(fù)刃型位錯(cuò)刃型位錯(cuò)，半原子面在下面的稱負(fù)刃型位錯(cuò)) 螺型位錯(cuò)螺型位錯(cuò) 柏氏矢量與位錯(cuò)線相互平行。柏氏矢量與位錯(cuò)線相互平行。 (依方向關(guān)系可分左螺和右螺型位錯(cuò)：根據(jù)原子旋轉(zhuǎn)方向的不依方向關(guān)系可分左螺和右螺型位錯(cuò)：根據(jù)原子旋轉(zhuǎn)方向的不 同同,螺型位錯(cuò)可分為左螺型和右螺型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)可分為左螺型和右螺型位錯(cuò),通常用拇指代表螺旋通常用拇指代表螺旋 前進(jìn)方向，其余四指代表螺旋方向，符合右手法則的稱右螺前進(jìn)方向，其余四指代表螺旋方向，符合右手法則的稱右螺 旋位錯(cuò)；符合左手法則的稱為左螺型位錯(cuò)旋位錯(cuò)；

17、符合左手法則的稱為左螺型位錯(cuò)) 混合位錯(cuò)混合位錯(cuò) 柏氏矢量與位錯(cuò)線的夾角非柏氏矢量與位錯(cuò)線的夾角非0或或90度。度。 第39頁(yè)/共89頁(yè) 柏氏矢量守恒：柏氏矢量守恒： 同一位錯(cuò)的柏氏矢量與柏氏回路的大小和走向無(wú)關(guān)。同一位錯(cuò)的柏氏矢量與柏氏回路的大小和走向無(wú)關(guān)。 位錯(cuò)不可能終止于晶體的內(nèi)部，只能到表面、晶界和其他位位錯(cuò)不可能終止于晶體的內(nèi)部，只能到表面、晶界和其他位 錯(cuò)。在位錯(cuò)網(wǎng)的交匯點(diǎn)，必然錯(cuò)。在位錯(cuò)網(wǎng)的交匯點(diǎn)，必然 第40頁(yè)/共89頁(yè) 滑移面：過(guò)位錯(cuò)線并和柏氏矢量平行的平面滑移面：過(guò)位錯(cuò)線并和柏氏矢量平行的平面( (晶面晶面) )是該位錯(cuò)的滑移面。是該位錯(cuò)的滑移面。 位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)：位錯(cuò)在滑

18、移面上的運(yùn)動(dòng)。位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)：位錯(cuò)在滑移面上的運(yùn)動(dòng)。 第41頁(yè)/共89頁(yè) 刃型位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)：刃型位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)： 在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時(shí)，有使晶體上部向有發(fā)生移動(dòng)的趨勢(shì)。假如晶體中有一刃型位錯(cuò)，顯然位錯(cuò)在晶體中發(fā)生移動(dòng)比整個(gè)晶體移動(dòng)要容易。在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時(shí)，有使晶體上部向有發(fā)生移動(dòng)的趨勢(shì)。假如晶體中有一刃型位錯(cuò)，顯然位錯(cuò)在晶體中發(fā)生移動(dòng)比整個(gè)晶體移動(dòng)要容易。因此，因此， 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生；位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生； 位錯(cuò)移動(dòng)的方向和位錯(cuò)線垂直；位錯(cuò)移動(dòng)的方向和位錯(cuò)線垂直； 運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)掃過(guò)的區(qū)域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大

19、小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)掃過(guò)的區(qū)域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(滑移滑移)； 位錯(cuò)移出晶體表面將在晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的臺(tái)階。位錯(cuò)移出晶體表面將在晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的臺(tái)階。 第42頁(yè)/共89頁(yè) 螺型位錯(cuò)的滑移：螺型位錯(cuò)的滑移： 在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時(shí)，有使晶體的在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時(shí)，有使晶體的 左右部分發(fā)生上下移動(dòng)的趨勢(shì)。假如晶體中有一螺型位錯(cuò)，顯左右部分發(fā)生上下移動(dòng)的趨勢(shì)。假如晶體中有一螺型位錯(cuò)，顯 然位錯(cuò)在晶體中向后發(fā)生移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)的區(qū)間右邊晶體向下移然位錯(cuò)在晶體中向后發(fā)生移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)的區(qū)間右邊晶體向下移 動(dòng)一柏氏矢量。因

20、此，動(dòng)一柏氏矢量。因此， 第43頁(yè)/共89頁(yè) 刃、螺型位錯(cuò)滑移的比較：刃、螺型位錯(cuò)滑移的比較： 因?yàn)槲诲e(cuò)線和柏氏矢量平行，所以螺型位錯(cuò)可以有多個(gè)滑移因?yàn)槲诲e(cuò)線和柏氏矢量平行，所以螺型位錯(cuò)可以有多個(gè)滑移 面，螺型位錯(cuò)無(wú)論在哪個(gè)方向移動(dòng)都是滑移。面，螺型位錯(cuò)無(wú)論在哪個(gè)方向移動(dòng)都是滑移。 晶體兩部分的相對(duì)移動(dòng)量決定于柏氏矢量的大小和方向，與晶體兩部分的相對(duì)移動(dòng)量決定于柏氏矢量的大小和方向，與 位錯(cuò)線的移動(dòng)方向無(wú)關(guān)。位錯(cuò)線的移動(dòng)方向無(wú)關(guān)。 螺位錯(cuò)也是在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)；螺位錯(cuò)也是在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)； 位錯(cuò)移動(dòng)的方向總是和位錯(cuò)線垂直；位錯(cuò)移動(dòng)的方向總是和位錯(cuò)線垂直； 運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)掃過(guò)的區(qū)

21、域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)掃過(guò)的區(qū)域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)( (滑移滑移) )； 位錯(cuò)移過(guò)部分在表面留下部分臺(tái)階，全部移出晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的完整臺(tái)階。這四點(diǎn)同刃型位錯(cuò)。位錯(cuò)移過(guò)部分在表面留下部分臺(tái)階，全部移出晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的完整臺(tái)階。這四點(diǎn)同刃型位錯(cuò)。 第44頁(yè)/共89頁(yè) 綜合位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)：綜合位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)： 分析一位錯(cuò)環(huán)的運(yùn)動(dòng)分析一位錯(cuò)環(huán)的運(yùn)動(dòng) 第45頁(yè)/共89頁(yè) 以位錯(cuò)環(huán)為例來(lái)說(shuō)明。以位錯(cuò)環(huán)為例來(lái)說(shuō)明。 在一個(gè)滑移面上存在一位錯(cuò)環(huán)，如圖所示，簡(jiǎn)化為一多邊在一個(gè)滑移面上存在一位錯(cuò)環(huán)，如圖所示，簡(jiǎn)化為一多邊 型。前后為刃位錯(cuò)，在切

22、應(yīng)力型。前后為刃位錯(cuò)，在切應(yīng)力的作用下，后部的半原子面在的作用下，后部的半原子面在 上方，向后移動(dòng)；前部的半原子面在下方，向前運(yùn)動(dòng)。左右為上方，向后移動(dòng)；前部的半原子面在下方，向前運(yùn)動(dòng)。左右為 螺位錯(cuò)，但螺旋方向相反，左邊向左，右邊向右運(yùn)動(dòng)；其他為螺位錯(cuò)，但螺旋方向相反，左邊向左，右邊向右運(yùn)動(dòng)；其他為 混合位錯(cuò)，均向外運(yùn)動(dòng)。混合位錯(cuò)，均向外運(yùn)動(dòng)。 所有運(yùn)動(dòng)都使上部晶體向后移動(dòng)了一個(gè)原子間距。所有位所有運(yùn)動(dòng)都使上部晶體向后移動(dòng)了一個(gè)原子間距。所有位 錯(cuò)移出晶體，整個(gè)晶體上部移動(dòng)了一個(gè)原子間距?？梢?jiàn)無(wú)論那錯(cuò)移出晶體，整個(gè)晶體上部移動(dòng)了一個(gè)原子間距?？梢?jiàn)無(wú)論那 種位錯(cuò)，最后達(dá)到的效果是一樣的。種位錯(cuò)

23、，最后達(dá)到的效果是一樣的。 如果外加切應(yīng)力相反，位錯(cuò)環(huán)將縮小，最后消失。位錯(cuò)環(huán)存如果外加切應(yīng)力相反，位錯(cuò)環(huán)將縮小，最后消失。位錯(cuò)環(huán)存 在時(shí)，環(huán)所在區(qū)間原子已經(jīng)偏后一原子間距，環(huán)縮小到消失，在時(shí)，環(huán)所在區(qū)間原子已經(jīng)偏后一原子間距，環(huán)縮小到消失， 表明這個(gè)偏移的消失，而環(huán)擴(kuò)大表明其他區(qū)間向后移動(dòng)。表明這個(gè)偏移的消失，而環(huán)擴(kuò)大表明其他區(qū)間向后移動(dòng)。 可見(jiàn)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)都將使掃過(guò)的區(qū)間兩邊的原子層發(fā)生柏氏矢可見(jiàn)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)都將使掃過(guò)的區(qū)間兩邊的原子層發(fā)生柏氏矢 量大小的相對(duì)滑動(dòng)。量大小的相對(duì)滑動(dòng)。 第46頁(yè)/共89頁(yè) （a）未攀移）未攀移 (b)正攀移正攀移 （半原子面縮短）（半原子面縮短） （c）負(fù)攀移（

24、半原子面伸長(zhǎng)）負(fù)攀移（半原子面伸長(zhǎng)） 刃位錯(cuò)的攀移運(yùn)動(dòng)：刃位錯(cuò)的攀移運(yùn)動(dòng)： 第47頁(yè)/共89頁(yè) 刃型位錯(cuò)在垂直于滑移面方向上的運(yùn)動(dòng)。刃位錯(cuò)發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng)刃型位錯(cuò)在垂直于滑移面方向上的運(yùn)動(dòng)。刃位錯(cuò)發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng) 時(shí)相當(dāng)于半原子面的縮短或伸長(zhǎng)，通常把半原子面縮短稱為正時(shí)相當(dāng)于半原子面的縮短或伸長(zhǎng)，通常把半原子面縮短稱為正 攀移，反之為負(fù)攀移。攀移，反之為負(fù)攀移。 滑移時(shí)不涉及單個(gè)原子遷移，即擴(kuò)散?；茣r(shí)不涉及單個(gè)原子遷移，即擴(kuò)散。 刃型位錯(cuò)發(fā)生正攀移將有原子多余，大部分是由于晶體中空位刃型位錯(cuò)發(fā)生正攀移將有原子多余，大部分是由于晶體中空位 運(yùn)動(dòng)到位錯(cuò)線上的結(jié)果，從而會(huì)造成空位的消失；而負(fù)攀移則運(yùn)動(dòng)到位

25、錯(cuò)線上的結(jié)果，從而會(huì)造成空位的消失；而負(fù)攀移則 需要外來(lái)原子，無(wú)外來(lái)原子將在晶體中產(chǎn)生新的空位。需要外來(lái)原子，無(wú)外來(lái)原子將在晶體中產(chǎn)生新的空位。 空位的遷移速度隨溫度的升高而加快，因此刃型位錯(cuò)的攀移一空位的遷移速度隨溫度的升高而加快，因此刃型位錯(cuò)的攀移一 般發(fā)生在溫度較高時(shí)；另外，溫度的變化將引起晶體的平衡空般發(fā)生在溫度較高時(shí)；另外，溫度的變化將引起晶體的平衡空 位濃度的變化，這種空位的變化往往和刃位錯(cuò)的攀移相關(guān)。位濃度的變化，這種空位的變化往往和刃位錯(cuò)的攀移相關(guān)。 切應(yīng)力對(duì)刃位錯(cuò)的攀移是無(wú)效的，正應(yīng)力的存在有助于攀移切應(yīng)力對(duì)刃位錯(cuò)的攀移是無(wú)效的，正應(yīng)力的存在有助于攀移( ( 壓應(yīng)力有助正攀移

26、，拉應(yīng)力有助負(fù)攀移壓應(yīng)力有助正攀移，拉應(yīng)力有助負(fù)攀移) )，但對(duì)攀移的總體作，但對(duì)攀移的總體作 用甚小。用甚小。 第48頁(yè)/共89頁(yè) 位錯(cuò)在晶體表面的露頭位錯(cuò)在晶體表面的露頭 拋光后的拋光后的 試樣在侵蝕時(shí)，由于易侵蝕而出現(xiàn)試樣在侵蝕時(shí)，由于易侵蝕而出現(xiàn) 侵蝕坑，其特點(diǎn)是坑為規(guī)則的多邊侵蝕坑，其特點(diǎn)是坑為規(guī)則的多邊 型且排列有一定規(guī)律。只能在晶粒型且排列有一定規(guī)律。只能在晶粒 較大，位錯(cuò)較少時(shí)才有明顯效果。較大，位錯(cuò)較少時(shí)才有明顯效果。 薄膜透射電鏡觀察薄膜透射電鏡觀察 將試將試 樣減薄到幾十到數(shù)百個(gè)原樣減薄到幾十到數(shù)百個(gè)原 子層子層(500nm以下以下)，利用，利用 透射電鏡進(jìn)行觀察，可見(jiàn)透

27、射電鏡進(jìn)行觀察，可見(jiàn) 到位錯(cuò)線。到位錯(cuò)線。 第49頁(yè)/共89頁(yè) 表示晶體中含有位錯(cuò)數(shù)量的參數(shù)。表示晶體中含有位錯(cuò)數(shù)量的參數(shù)。 位錯(cuò)密度位錯(cuò)密度用單位體積位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度表示。用單位體積位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度表示。 在金屬材料中，退火狀態(tài)下，接近平衡狀態(tài)所得到的材料，這時(shí)位錯(cuò)的密度較低，約在在金屬材料中，退火狀態(tài)下，接近平衡狀態(tài)所得到的材料，這時(shí)位錯(cuò)的密度較低，約在106的數(shù)量級(jí)；的數(shù)量級(jí)； 經(jīng)過(guò)較大的冷塑性變形，位錯(cuò)的密度可達(dá)經(jīng)過(guò)較大的冷塑性變形，位錯(cuò)的密度可達(dá)1010-12的數(shù)量級(jí)。的數(shù)量級(jí)。 位錯(cuò)密度位錯(cuò)密度 第50頁(yè)/共89頁(yè) 一、位錯(cuò)的應(yīng)變能一、位錯(cuò)的應(yīng)變能 來(lái)源：來(lái)源：位錯(cuò)應(yīng)變能主要是彈性應(yīng)變

28、能。彈簧或其他彈性體的彈性位能位錯(cuò)應(yīng)變能主要是彈性應(yīng)變能。彈簧或其他彈性體的彈性位能 0.5kx2。同樣在單位體積內(nèi)彈性位能，正應(yīng)力引起的為。同樣在單位體積內(nèi)彈性位能，正應(yīng)力引起的為0.5 ，而切應(yīng)力引起的為，而切應(yīng)力引起的為0.5。 在位錯(cuò)線的周圍存在內(nèi)應(yīng)力，例如刃型位錯(cuò)，在多余半原子在位錯(cuò)線的周圍存在內(nèi)應(yīng)力，例如刃型位錯(cuò)，在多余半原子 面區(qū)域?yàn)閴簯?yīng)力，而缺少半原子面的區(qū)域存在著拉應(yīng)力；在螺面區(qū)域?yàn)閴簯?yīng)力，而缺少半原子面的區(qū)域存在著拉應(yīng)力；在螺 位錯(cuò)周圍存在的是切應(yīng)力。所以位錯(cuò)周圍存在彈性應(yīng)變能?？晌诲e(cuò)周圍存在的是切應(yīng)力。所以位錯(cuò)周圍存在彈性應(yīng)變能。可 見(jiàn)由于位錯(cuò)的存在，在其周圍存在一應(yīng)力場(chǎng)

29、。見(jiàn)由于位錯(cuò)的存在，在其周圍存在一應(yīng)力場(chǎng)。 位錯(cuò)線周圍的原子偏離了平衡位置，處于較高的能量狀態(tài)，高出的能量稱為位錯(cuò)的應(yīng)變能，或簡(jiǎn)稱位錯(cuò)能。位錯(cuò)線周圍的原子偏離了平衡位置，處于較高的能量狀態(tài)，高出的能量稱為位錯(cuò)的應(yīng)變能，或簡(jiǎn)稱位錯(cuò)能。 第51頁(yè)/共89頁(yè) 位錯(cuò)應(yīng)變能的大小，以單位長(zhǎng)度位錯(cuò)線上的應(yīng)變能來(lái)表示，單位為JM-1。 在數(shù)值上U=Gb2，其中b為柏氏矢量的大小，G為材料的剪切變模量。為常數(shù)，螺位錯(cuò)為0.550.73，常用0.5來(lái)簡(jiǎn)算；刃型位錯(cuò)為0.811.09，常用1.0來(lái)簡(jiǎn)算。 由于位錯(cuò)存在應(yīng)變能，為減小這能量，位錯(cuò)線的分布一方面由于位錯(cuò)存在應(yīng)變能，為減小這能量，位錯(cuò)線的分布一方面 在可

30、能的情況下盡量減小單位長(zhǎng)度上的能量，由位錯(cuò)結(jié)果決定在可能的情況下盡量減小單位長(zhǎng)度上的能量，由位錯(cuò)結(jié)果決定 的，只要晶體結(jié)構(gòu)條件容許，柏氏矢量盡量小。另一方面就是的，只要晶體結(jié)構(gòu)條件容許，柏氏矢量盡量小。另一方面就是 減小位錯(cuò)線的長(zhǎng)度，兩點(diǎn)之間只要結(jié)構(gòu)容許，以直線分布。好減小位錯(cuò)線的長(zhǎng)度，兩點(diǎn)之間只要結(jié)構(gòu)容許，以直線分布。好 像沿位錯(cuò)線兩端作用了一個(gè)線張力。線張力和位錯(cuò)的能量在數(shù)像沿位錯(cuò)線兩端作用了一個(gè)線張力。線張力和位錯(cuò)的能量在數(shù) 量上是等價(jià)的。量上是等價(jià)的。 第52頁(yè)/共89頁(yè) 晶體內(nèi)同時(shí)含存在位錯(cuò)和點(diǎn)缺陷時(shí)晶體內(nèi)同時(shí)含存在位錯(cuò)和點(diǎn)缺陷時(shí)(特別是溶入的異類原子特別是溶入的異類原子)， 它們會(huì)

31、發(fā)生交互作用。它們會(huì)發(fā)生交互作用。 異類原子在刃位錯(cuò)處會(huì)聚集，如小原子到多出半原子面處，大異類原子在刃位錯(cuò)處會(huì)聚集，如小原子到多出半原子面處，大 原子到少半原子面處，而異類原子則溶在位錯(cuò)的間隙處。原子到少半原子面處，而異類原子則溶在位錯(cuò)的間隙處。 空位會(huì)使刃位錯(cuò)發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng)?？瘴粫?huì)使刃位錯(cuò)發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng)。 第53頁(yè)/共89頁(yè) 每條位錯(cuò)線周圍存在應(yīng)力場(chǎng)，對(duì)附近的其他位錯(cuò)有力的作用每條位錯(cuò)線周圍存在應(yīng)力場(chǎng)，對(duì)附近的其他位錯(cuò)有力的作用 和影響，這個(gè)影響較復(fù)雜，下面僅對(duì)簡(jiǎn)單情況加以說(shuō)明。和影響，這個(gè)影響較復(fù)雜，下面僅對(duì)簡(jiǎn)單情況加以說(shuō)明。 一對(duì)在同一滑移面上平行刃位錯(cuò)，當(dāng)其方向相同時(shí)，表現(xiàn)為一對(duì)在同一滑移

32、面上平行刃位錯(cuò)，當(dāng)其方向相同時(shí)，表現(xiàn)為 互相排斥，有條件時(shí)相互移動(dòng)來(lái)增加其距離。當(dāng)其方向相反時(shí)互相排斥，有條件時(shí)相互移動(dòng)來(lái)增加其距離。當(dāng)其方向相反時(shí) ，表現(xiàn)為互相吸引，有條件時(shí)相互靠近，最后可能互相中和而，表現(xiàn)為互相吸引，有條件時(shí)相互靠近，最后可能互相中和而 消失。消失。 第54頁(yè)/共89頁(yè) 一對(duì)平行的螺位錯(cuò)，按幾何規(guī)律，其共有面可作為其滑移一對(duì)平行的螺位錯(cuò)，按幾何規(guī)律，其共有面可作為其滑移 面。當(dāng)其方向相同時(shí)，也表現(xiàn)為互相排斥，有條件時(shí)相互移動(dòng)面。當(dāng)其方向相同時(shí)，也表現(xiàn)為互相排斥，有條件時(shí)相互移動(dòng) 來(lái)增加其距離。當(dāng)其方向相反時(shí)，也表現(xiàn)為互相吸引，有條件來(lái)增加其距離。當(dāng)其方向相反時(shí)，也表現(xiàn)為互

33、相吸引，有條件 時(shí)相互靠近，最后可能互相中和而消失。時(shí)相互靠近，最后可能互相中和而消失。 處在其他情況下的位錯(cuò)間的相互作用較為復(fù)雜，暫時(shí)還難處在其他情況下的位錯(cuò)間的相互作用較為復(fù)雜，暫時(shí)還難 簡(jiǎn)單的說(shuō)清楚，上例僅提供一分析的方向。簡(jiǎn)單的說(shuō)清楚，上例僅提供一分析的方向。 第55頁(yè)/共89頁(yè) 第56頁(yè)/共89頁(yè) 面 缺 陷 ：面 缺 陷 ：在三維空間的兩個(gè)方向上的尺寸很大在三維空間的兩個(gè)方向上的尺寸很大(晶粒數(shù)量級(jí)晶粒數(shù)量級(jí))，另外，另外 一個(gè)方向上的尺寸很小一個(gè)方向上的尺寸很小(原子尺寸大小原子尺寸大小)的晶體缺陷。的晶體缺陷。 一、表面及表面能一、表面及表面能 1.晶體的表面：晶體的表面： 就

34、是晶體的外表面，一般是指晶體與氣體就是晶體的外表面，一般是指晶體與氣體(氣相或液相氣相或液相)的分界面。的分界面。 2.晶體的表面能：晶體的表面能： 同體積晶體的表面高出晶體內(nèi)部的能量稱為晶體的表面自由能或表面能。計(jì)量單位為同體積晶體的表面高出晶體內(nèi)部的能量稱為晶體的表面自由能或表面能。計(jì)量單位為J/m2。表面能就是表面張力，單位為。表面能就是表面張力，單位為N/m。晶體的表面能在有些意義和大家已知液體表面張力是一樣的。晶體的表面能在有些意義和大家已知液體表面張力是一樣的。 第57頁(yè)/共89頁(yè) 3. 表面能的來(lái)源：表面能的來(lái)源： 材料表面的原子和內(nèi)部原子所處的環(huán)境不同，內(nèi)部在均勻的力場(chǎng)中，能量

35、較低，而表面的原子有一個(gè)方向沒(méi)有原子結(jié)合，處在與內(nèi)部相比較高的能量水平。材料表面的原子和內(nèi)部原子所處的環(huán)境不同，內(nèi)部在均勻的力場(chǎng)中，能量較低，而表面的原子有一個(gè)方向沒(méi)有原子結(jié)合，處在與內(nèi)部相比較高的能量水平。 另一種設(shè)想為一完整的晶體，按某晶面為界切開成兩半，形成兩個(gè)表面，切開時(shí)為破壞原有的結(jié)合鍵單位面積所吸收的能量。另一種設(shè)想為一完整的晶體，按某晶面為界切開成兩半，形成兩個(gè)表面，切開時(shí)為破壞原有的結(jié)合鍵單位面積所吸收的能量。 由于不同的晶面原子的排列方式不同，切開破壞的化學(xué)鍵的量也不同，所以用不同的晶面作表面對(duì)應(yīng)的表面能也不相同。一般以原子的排列面密度愈高，對(duì)應(yīng)的表面能較小。由于不同的晶面原

36、子的排列方式不同，切開破壞的化學(xué)鍵的量也不同，所以用不同的晶面作表面對(duì)應(yīng)的表面能也不相同。一般以原子的排列面密度愈高，對(duì)應(yīng)的表面能較小。 第58頁(yè)/共89頁(yè) 4.表面能與晶體形狀之間的關(guān)系：表面能與晶體形狀之間的關(guān)系： 在晶體形成的過(guò)程中，為了使系統(tǒng)的自由能最低，盡量降低在晶體形成的過(guò)程中，為了使系統(tǒng)的自由能最低，盡量降低 表面的總能量，即表面的總能量，即A最小。為此一方面盡量讓最小。為此一方面盡量讓最小的晶面最小的晶面 為表面，當(dāng)然也可能是表面能略高但能明顯減小表面積的晶面為表面，當(dāng)然也可能是表面能略高但能明顯減小表面積的晶面 為表面。例如為表面。例如fcc結(jié)構(gòu)的晶體自由生長(zhǎng)就為結(jié)構(gòu)的晶體自

37、由生長(zhǎng)就為14面體。面體。 5.粗糙表面與平滑表面：粗糙表面與平滑表面： 晶體的表面在宏觀為一能量較低的平面，但表面原子的缺陷晶體的表面在宏觀為一能量較低的平面，但表面原子的缺陷 ，局部表面原子的缺少或部分表面有多余原子，以表面存在的，局部表面原子的缺少或部分表面有多余原子，以表面存在的 陣點(diǎn)數(shù)與實(shí)有原子數(shù)的比陣點(diǎn)數(shù)與實(shí)有原子數(shù)的比x來(lái)表示，這些缺陷的存在可提高表來(lái)表示，這些缺陷的存在可提高表 面的熵。每種材料有特定的面的熵。每種材料有特定的x值下表面能最低，其中值下表面能最低，其中x=0.5的表的表 面穩(wěn)定稱為粗糙表面，大多數(shù)的金屬材料是屬于粗糙表面；面穩(wěn)定稱為粗糙表面，大多數(shù)的金屬材料是屬

38、于粗糙表面；x 值僅在值僅在0或或1附近穩(wěn)定的稱為平滑表面，大多是非金屬材料。附近穩(wěn)定的稱為平滑表面，大多是非金屬材料。 第59頁(yè)/共89頁(yè) 2. 晶界的結(jié)構(gòu)：根據(jù)晶界兩側(cè)晶粒的位向差不同，晶界的結(jié)構(gòu)大致可分為三類。晶界的結(jié)構(gòu)：根據(jù)晶界兩側(cè)晶粒的位向差不同，晶界的結(jié)構(gòu)大致可分為三類。 1. 晶界：晶界就是空間取向晶界：晶界就是空間取向(或位向或位向)不同的相鄰晶粒之間的分界面。不同的相鄰晶粒之間的分界面。 1）小角度晶界）小角度晶界 晶界兩側(cè)晶界兩側(cè) 的晶粒位向差很小?？煽吹木ЯＮ幌虿詈苄　？煽?成是一系列刃位錯(cuò)排列成成是一系列刃位錯(cuò)排列成 墻，晶界中位錯(cuò)排列愈密墻，晶界中位錯(cuò)排列愈密 ，則位

39、向差愈大。，則位向差愈大。 第60頁(yè)/共89頁(yè) 2）大角度晶界）大角度晶界 晶界兩側(cè)的晶粒位向差較大，不能用位晶界兩側(cè)的晶粒位向差較大，不能用位 錯(cuò)模型。關(guān)于大角度晶界的結(jié)構(gòu)說(shuō)法不一，晶界可視為錯(cuò)模型。關(guān)于大角度晶界的結(jié)構(gòu)說(shuō)法不一，晶界可視為2- 3(5)個(gè)原子的過(guò)渡層，這部分的原子排列盡管有其規(guī)律，個(gè)原子的過(guò)渡層，這部分的原子排列盡管有其規(guī)律， 但排列復(fù)雜，暫以相對(duì)無(wú)序來(lái)理解。但排列復(fù)雜，暫以相對(duì)無(wú)序來(lái)理解。 第61頁(yè)/共89頁(yè) 第62頁(yè)/共89頁(yè) 第63頁(yè)/共89頁(yè) 2222 第64頁(yè)/共89頁(yè) 因此兩組位錯(cuò)的間距分別為 （2223） （2224） 第65頁(yè)/共89頁(yè) 第66頁(yè)/共89頁(yè)

40、晶界面上的原子相對(duì)正常晶體內(nèi)部的原子而言，均處于較高的能量狀態(tài)，因此，晶界也存在界面能。晶界面上的原子相對(duì)正常晶體內(nèi)部的原子而言，均處于較高的能量狀態(tài)，因此，晶界也存在界面能。 界面能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系：界面能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系： 4. 晶界能 第67頁(yè)/共89頁(yè) 第68頁(yè)/共89頁(yè) 每個(gè)帶中位錯(cuò)所貢獻(xiàn)的界面能為E ，可寫為 (2227) dEI ：畸變能； dEII：彈性能的一部分； dEIII：其余部分。 第69頁(yè)/共89頁(yè) 根據(jù)=b/D及R=kD，可以得到如下關(guān)系： (2228) dEI0 (與位錯(cuò)無(wú)關(guān))。 dEII：應(yīng)該是一正值，即EII有所增加。 dEIII0 (面積增大，但能量密度變小)。 第

41、70頁(yè)/共89頁(yè) 假設(shè)將圖2171中的圓環(huán)在所圍位錯(cuò)的滑移面上切開，若仍保持平衡，則必須在切開面上外加切應(yīng)力。 第71頁(yè)/共89頁(yè) 2231 第72頁(yè)/共89頁(yè) 5.晶界與雜質(zhì)原子的相互作用：晶界與雜質(zhì)原子的相互作用： 在材料的研究中，發(fā)現(xiàn)少量雜質(zhì)或合金元素在晶體內(nèi)部的分布也是不均勻的，它們常偏聚于晶界，稱這種現(xiàn)象為晶界內(nèi)吸附。在材料的研究中，發(fā)現(xiàn)少量雜質(zhì)或合金元素在晶體內(nèi)部的分布也是不均勻的，它們常偏聚于晶界，稱這種現(xiàn)象為晶界內(nèi)吸附。 產(chǎn)生的原因可參見(jiàn)位錯(cuò)與點(diǎn)缺陷的作用，一般雜質(zhì)原子與晶體的尺寸或性質(zhì)差別愈大，這種偏聚愈嚴(yán)重。產(chǎn)生的原因可參見(jiàn)位錯(cuò)與點(diǎn)缺陷的作用，一般雜質(zhì)原子與晶體的尺寸或性質(zhì)差別愈大，這種偏聚愈嚴(yán)重。 雜質(zhì)原子在晶界的偏聚對(duì)晶體的某些性能產(chǎn)生重要的影響，具體的影響到學(xué)習(xí)材料性能時(shí)要使用，這里先介紹內(nèi)吸附的概念。雜質(zhì)原子在晶界的偏聚對(duì)晶體的某些性能產(chǎn)生重要的影響，具體的影響到學(xué)習(xí)材料性能時(shí)要使用，這里先介紹內(nèi)吸附的概念。 第73頁(yè)/共89頁(yè) 第74頁(yè)/共89頁(yè) 2)相界面：兩種不同相的分界面。液體的表面是液相和氣相的相界面：兩種不同相的分界面。液體的表面是液相和氣相的 分界面；晶體的表面是晶體和氣相分界面；晶體的表面是晶體和氣相(或液相或液相)的分界面；兩個(gè)不的分界面；兩個(gè)不 同的固相之間的分界面也是相界面，在我們的課程中主要是指同的固相之間的分界