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工程與科技

材料科學13-材料缺陷簡介

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smallong

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ノートテキスト

ページ1:

*晶體結構缺陷(Crystal structure defect):會稱為缺陷,乃因都會造成
完美晶体(單晶)內能或焓上升。根據晶体缺陷之維度(dimensions),
可將晶体結構分成四類
(1)零維缺陷,即“點缺陷”:包括①空位(Vacancy),②双空位口口
固溶原子包括
③置换原子
會造成大晶格扭曲,產生晶格扭曲應变能,使U或H大增
1.通常置換原子可大量固溶2.CN大,至少有8~12,影響的周圍原子較多
和
④格隙原子
會造成小晶格扭曲,產生晶格扭曲應变能使U或H小增
1. 格隙原子只會少量或微量固溶
6 → 填入 D-site
2. 和此格隙原子接觸之金属原子CN只有{
4 → 填入T-site
若是“離子”晶体,會多出二種點缺陷,以維持離子晶体電中性
包括⑤Schottky defect 和⑥ Frenkel defect

ページ2:

(2)-維缺陷,即“線缺陷”(line defect)差排線 dislocation line
(3)二維缺陷,即“面缺陷”(surface defect),包括
①相界(phase boundary)②晶界(grain boundary) ③双晶边界(twin boundary)
④反相边界(Anti-phase boundary) ⑤疊差(Stacking fault)
(4)三維缺陷(Volume defect),即“体缺陷”已有um大小
e.g. 孔(pīn),空隙(void),裂縫(crack),夾雜物(indusion),非晶形(amorphous)
(1) 晶体A,除非在DK,否則一定會有平衡空位存在
平衡空位濃度
Xvi eq = exp(-h =)
定溫(T20K),即使是代表自由能最低之平衡空位,一樣會使周圍之晶格產生扭曲
只是因晶格原子自行利用“振動”之熱運動所產生之空位,有大的亂度增加
FD BE GL, Œz Xv=Xveq AF F Gmin
定溫,定壓下,空位可根據是否代表該濃度下自由能最低之狀態
或是否利用晶格原子振動之熱運動產生分類為二
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