第四章 晶体缺陷

第四章 晶体缺陷(Defects in crystals)

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缺陷的魅力所在:钻石中的杂质产生五颜六色。

本征缺陷(Intrinsic defects)是满足物理规律要求所必须存在的缺陷,外来缺陷(Extrinsic defects)占大部分。

为什么重要?很少量都对材料性能产生很大影响。

没有缺陷,固态电子器件就不存在,金属不能更强,陶瓷会更硬,晶体无颜色。

斯梅克耳(A. Smeikel)将固体的性能分为两类:一类是非结构敏感的,如弹性模量、密度、热容量等,对于同一种材料的不同样品进行测量的结果差别不大,而且和将晶体视为理想的完整晶体的理论计算结果基本相符;另一类是结构敏感的,如屈服强度与断裂强度,对于同一种材料的不同样品测得的结果往往差异很大,而且和根据理想完整晶体的理论计算结果有显著的分歧,例如实际晶体的屈服强度只有理论值的千分之一左右。虽然这种区分并不是绝对的。

实质上,所谓结构敏感性,无非是反映了晶体中的缺陷对于性能的影响,因此绝对的非结构敏感的性能是不存在的。每一种性能都或多或少地受到晶体缺陷的影响。研究结构敏感的性能,晶体的缺陷分布和运动对其起了关键性的作用,必须通过细致的实验来揭示晶体中缺陷的具体情况,再在晶体缺陷的基础上进行理论的解释。

晶体的缺陷是指实际晶体结构中和理想的点阵结构发生偏差的

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