固 体 化 学
固体化学考点

1(吕映南曾斌)解释概念(1)纳米碳管;(2)纳米颗粒:(3)原子团簇;(4)纳米复合材料。
纳米碳管:管状的纳米级石墨晶体,是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管,每层的C是SP2杂化,形成六边形平面的圆柱面。
纳米颗粒:指纳米量级的微观颗粒。
它被定义为至少在一个维度上小于100纳米的颗粒。
原子团簇:简称团簇,是由几个乃至上千个原子(或分子)组成的相对稳定的聚集体。
纳米复合材料:以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系,这一体系材料称之为纳米复合材料。
2(吕映南)举例说明原子团簇的结构与性质。
结构:1:绝大多数原子团簇的结构不确定,形状可以有线状、层状、管状、洋葱状、骨架状、球状等,团簇中每增加一个原子,团簇结构就要发生改变。
2:少数团簇存在稳定结构与幻数。
效应:1:同位数效应:Cu团簇的原子数具有奇偶性质,具有奇数原子的团簇具有较大的产额2:量子尺寸效应:在临界尺寸以下,团簇电子最低允许跃迁能量较大,大于临界尺寸后,跃迁能逐渐接近大块材料3:磁性:平均有效磁矩随团簇尺寸增大而增加,铁磁性物质的团簇具有超顺磁驰豫4:光学性质:纳米级的铁原子团簇对红外辐射具有较好的吸收特性5:小尺寸效应:原子团簇独特的性质源于其结构上的特点,因其尺寸小,处于表面的原子比例极高,而表面原子的几何构型、自旋状态以及原子间作用力都完全不同于体相内的原子。
材料的性质与内部单元的表面性质息息相关。
例如仅仅通过调节团簇的大小,物质特性就有极大的不同,10 个铁原子的团簇在催化氨合成时要比17个铁原子的团簇效能高出1000倍。
3(曾斌)简述原子团簇,纳米颗粒,微细颗粒之间的区别与联系。
区别:尺寸方面:原子团簇:仅包含几个到数百个原子或尺度小于1nm的粒子称为“簇”,它是介于单个原子与固态之间的原子集合体。
固体无机化学-晶体学基础2

l) (h k l) l) (h k i l) i = - h+k ) (
[U V W] [u v t w] U = u - t, V = v - t, W = w 1 1 u = [2U - V], v = [2V - U], t = -(u + v), w = W 3 3
(Miller Indices of Crystallographic Direction and Planes) 前已指出,任何阵点的位置可由矢量ruvw和该点阵的坐标u,v,w来确定。 同样晶向OP可沿a,b,c三个方向分解为三个矢量,即 1.阵点坐标 op = xa + yb + zc 2.晶向指数(Orientation index)
宏观对称要素— 宏观对称要素—回转对称轴
二维晶胞的密排图形
宏观对称要素— 宏观对称要素—对称面
1 晶体通过某一平面作 镜像反映而能复原, 则该平面称为对称面 或镜面。 2 对称面用符号 m 表示。
宏观对称要素宏观对称要素-对称中心
1 如果位于晶体中心O点一边 的每点都可在中心的另一边 得到对应的等同点,且每对 点子的连线均通过O点并被 它所等分,则此中心点称为 晶体的对称中心 对称中心。或称为反 对称中心 演中心。即晶体的每一点都 可借以O点为中心的反演动 作而与其对应点重合。 2 对称中心用符号 z 表示。
1 对称要素构成一些动作,即晶体经过这些动作 之后所处的位置与其原始位置完全重合,也就 是晶体上每一点的新旧位置都完全重合。 2 晶体的对称要素可分为宏观和微观两类。宏观 对称要素反映出晶体外形和其宏观性质的对称 性。而微观对称要素与宏观对称要素配合运用 就能反映出晶体中原子排列的对称性。
固体化学(第一章) 绪论

11
Solid State communication Thin Solid Films
Journal of Physics: Condense Matter.
The Journal of the American Ceramic Society Journal of Materials ngewandte Chemie—International Edition
誉为当代文明的三大支柱。
17
70 年代又把新型材料、信息技术和生物
技术誉为新技术革命的主要标志。
80年代,为超越世界科技水平,我国政府 制订的“863”高新技术计划又把新材料作为
主要研究与发展领域之一。
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大量事实证明,科学技术的进步离不开 材料科学,因而也就离不开固体化学。 例如: 半导体材料的设计推动了今天的半 导体工业、电子工业、计算机和信息产业;
本章基本要求:
1、熟悉固体化学的定义; 2、掌握固体化学的研究内容;
3、熟悉固体化学发展的前沿领域。
4
第一节 固体化学的研究内容
1、 什么是固体化学 在固体科学中,有许多相互交叉的领域,如
固体物理、固体化学、材料科学、陶瓷学、矿物
学和冶金学等。 其中,固体化学是物理科学的一个分支,它 是固体科学中最核心的部分,什么是固体化学呢?
固 体 化 学
主讲教师:宋鹏
1
主要参考资料
1、固态化学—吕孟凯(山东大学出版社,1996)
2、固态化学导论---苏勉曾 (北京大学出版社,1987)
3、固态化学及其应用---West A R 著,苏勉曾,谢高阳,
申泮文等译(复旦大学出版社,1989)
固体化学

肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷
由等量的正离子和负离子空位所构成的缺
陷称之为肖特基(Schottky)缺陷 晶体中同时产生的一对间隙原子/离子和空 位称之为弗伦克尔(Frenkel)缺陷
肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷
Br-
Ag+
Cl-
K+
AgBr中的Frenkel缺陷
KCl中的Schottky缺陷
肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷
缺陷的类化学平衡
固体中施主的存在可以增大受主在固体中
的掺入量,而受主的存在又可以促使施主 掺入固体。 实验:将混有Cu+的ZnS在H2S气氛中长时 间焙烧,并不能得到ZnS:Cu+发光体。 如果在HCl气氛下或掺入少量NaCl,则可 以得到绿色发光体。 ClS 受主缺陷的生成可以促使施主缺陷 原因: , CuZn 溶解到ZnS中。
电离反应:
Ag K E D (6.4eV ) Ag K e' , Ag K E A (5.6eV ) Ag K h
Eg 8.5eV
Ag
K
ED Ag K 6.4eV
,
EA 5.6eV
点缺陷的局域能级
中性杂质缺陷 Ag K即可表现为施主缺陷,给
出一个电子,又可表现为受主缺陷,电离 出一个空穴,这种缺陷叫做两性缺陷 (Amphoteric defects)。
子应进入与其电负性相近的离子的位臵上。 当化合物组成元素电负性相差不大,或杂质元素 的电负性介于它们的电负性之间时,则原子的大 小等几何因素决定取代过程能否进行的主要因素。 例:各种金属间化合物或者共价化合物中,原子 半径相近的(<15%)元素可以相互取代。Si在InSb 中占据Sb位;在GaAs中,Si即可占据Ga位,又可 占据As位;Ge在InSb中占据In位,在GaSb中则 占据Sb位;Sn在GaSb中占据Ga位,在InSb中占 据In位。
非均相物系的分离及固体流态化课件

离心分离法适用于颗粒较大、密度差较大的固-液或固-固非均相物系的分离。通过离心机的高速旋转,产生强大 的离心力场,使颗粒在离心场中受到较大的离心力而向外运动,最终实现固-液或固-固两相的分离。
浮选分离法
总结词
利用气泡吸附颗粒并上浮,实现固-液或固-固非均相物系的分离。
详细描述
浮选分离法适用于颗粒较小、密度接近于水的非均相物系的分离。通过向非均相物系中通入气泡,气 泡与颗粒相互作用,将颗粒吸附并带到液面上,从而实现固-液或固-固两相的分离。常用的浮选剂有 起泡剂、捕收剂等。
状态。
应用
广泛应用于气力输送、流化床 反应器等领域。
优点
操作简单,适用于大规模生产。
缺点
能耗较高,对颗粒大小和密度 有一定要求。
机械搅拌法
原理
通过机械搅拌装置,使固体颗 粒在搅拌桨的作用下形成流态
化状态。
应用
适用于实验室和小规模生产。
优点
设备简单,易于实现。
缺点
搅拌桨的转速和形状对流态化 效果影响较大,不适合大规模
固体流态化的基本原理
固体流态化的定义
固体流态化
在流体作用下,使固定床层固体颗粒 呈现类似流体状态的过程。
固体流态化技术
利用固体流态化技术,实现非均相物 系的分离和固体颗粒的连续输送、分 离、混合、反应等操作。
固体流态化的分类
根据操作条件
分为自然流态化和强制流 态化。
根据颗粒性质
分为散式流态化和聚式流 态化。
工业应用中的问题与对策
问题
在工业应用中,非均相物系分离及固 体流态化技术面临着操作复杂、能耗 高、稳定性差等问题。
对策
针对这些问题,工业界采取了一系列 对策,如引入自动化控制系统、优化 操作参数、采用新型分离技术等,以 提高操作的简便性、降低能耗和提高 稳定性。
金太阳人教版高一必修一化学固学案p26

文章题目:探索金太阳人教版高一必修一化学固学案P26序作为一名文稿写手,将帮助你深入探索金太阳人教版高一必修一化学固学案P26。
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一、初识金太阳人教版高一必修一化学固学案P26金太阳人教版高一必修一化学固学案P26是化学教材中的重要内容,该学案涉及了许多基础的化学知识和学习方法。
通过学习这一学案,学生可以深入了解物质的固态结构和性质,了解原子和离子的结构,以及相关的化学实验和应用。
二、深入探讨固学案P26的内容及意义固学案P26的内容十分丰富,并且涉及了许多重要的化学知识点。
学生将学习到晶体的结构和性质,了解晶体的分类和特点。
学生将了解到离子晶体的结构与性质,理解离子晶体的特殊性质以及相关的化学实验。
还将学习到分子晶体的结构与性质,了解分子晶体的形成和性质特点,并探讨分子晶体的相关应用。
固学案P26的内容对于学生的化学知识和实践能力的提升具有重要的意义。
通过深入研究这些内容,学生可以对物质的结构和性质有更深入的了解,从而为将来的学习和应用打下坚实的基础。
三、总结与回顾通过对固学案P26的深入探讨,我们可以清晰地了解到晶体的结构和性质、离子晶体和分子晶体的特点,以及相关的化学实验和应用。
这些知识内容对于学生的化学学习和科学素养的培养具有重要的意义。
我们也应该在学习中保持灵活的思维和探索精神,不断拓展自己的学习广度和深度,以更好地理解和应用所学知识。
四、个人观点和理解在我看来,固学案P26的内容十分丰富和有趣,通过学习这些内容,可以帮助学生培养科学素养和实践能力,为将来的学习和发展打下坚实的基础。
我也鼓励学生在学习化学知识的过程中保持好奇心和探索精神,不断拓展自己的知识面和见识,以成为具有批判性思维和创新能力的学习者。
结语通过本文的撰写,希望能帮助你更深入地了解固学案P26的内容和意义,同时也能够激发你对化学学习和科学研究的热情。
固体化学Ⅱ-相图

相平衡是研究物质在多相体系中的相平衡问题,即研究在多相体 系中物质状态如何随温度、压力及组分的浓度等因素变化而改变的 规律。 根据实验结果,以温度、压力和组分浓度作坐标,绘制几何图形 来描述这些平衡状态下的变化关系,这种图形称为相平衡图,或叫 相图或状态图。根据相图可以知道,某一组成的系统,在指定条件 下达到平衡时,系统中存在相的数目、组成及相对数量。
的气相和超高压可能出现的新晶形),不把压力恒定,仍为变量。
第二节 相平衡的研究方法
研究凝聚系统相平衡,其本质是通过测量系统发生相变时物理与 化学性质或能量的变化(如温度和反应热等)来确定相图的。两种 基本的研究方法: 一、淬冷法(静态法) 淬冷法是测定凝聚系统相图中用得最广泛的一种方法。将一系列 不同组成的试样在选定的不同温度下长时间保温,使之达到该温度 和组成条件下的热力学平衡状态,然后将试样迅速淬冷,以便把高 温的平衡状态在低温下保存下来,再用适当手段对其中所包含的平 衡各相进行鉴定,据此制作相图。 高温下系统中的液相经急速淬冷后转变为玻璃体,而晶体则以原
按照独立组分数目的不同,可将系统分为单元系统、二元系统和三 元系统等。
在无机非金属材料系统中经常采用氧化物(或某种化合物)作
为系统的组分,如SiO2一元系统、Al2O3-SiO2二元系统、CaOAl2O3-SiO2三元系统等。 注意:硅酸盐物质,如硅酸二钙写成2CaO· SiO2 (C2S)。研究C2S的 晶形转变时,不能把它视为二元系统。因为C2S是一种新的化学物
低共熔温度以下恒温的所有淬冷试样,可以检定出A晶体与B晶体, 但没有玻璃体。用这样的方法确定相图上液相线与固相线的位置,
试验点必须足够多,在液相线与固相线附近试验安排的温度间隔与
固体化学(第一章) 绪论

搅拌都不能使白色的4--甲基苯胺表面变蓝,即使
在饱和的CoCl2水溶液中也是如此。
44
这表明虽然使用同样的起始反应物、同样 的摩尔比,由于反应微环境的不同,从而使固、 液反应有明显的差别,有的甚至如同上例,换 一种状态进行,反应根本不发生,或者固、液
反应的产物不同。
45
室温或低温下固--固反应的四步机理: 1、固相间的扩散; 2、反应物进行固相反应; 3、反应物开始形成晶核;
固体化学发展的若干前沿领域
固体化学在推进新材料发展的同时,其本身
也随着材料科学的发展而发展。
近年来已出现了一些富有成果性的研究。如
高温超导材料、纳米材料、C60 等。
32
固体化学发展的前沿领域主要有以下六个方面:
一、固体无机化合物和新材料的新合成方法; 二、温室和低热固相化学反应; 三、超微粒子与纳米相功能材料;
料、金属间化合物、玻璃陶瓷和高温结构材料等。
37
组合化学(combinatorial chemistry)由于可 以批量合成化合物而引起科学家的广泛兴趣。 组合化学起始于20世纪 80年代,原来主要用
于药物材料的筛选上(例如作为抗癌药物的无机
配合物)。
38
现在,利用组合化学的方法可以有效地 寻找具有特殊功能的新型化合物材料,从而
2
6、稀土新材料及新流程进展---倪嘉赞,洪广言(科学出
版社,1998)
7、材料化学导论--- 邓启刚, 席慧智,刘爱东(哈尔滨工
业大学出版社,1999)
8、无机合成与制备化学--- 徐如人, 庞文琴(高等教育
出版社,2002) 9、无机固体化学---洪广言(科学技术出版社,2002)
3
第一章 绪论
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固体化学绪论—材料引言固体化学是研究固体材料的制备、组成、结构和性质的一门科学.它着重研究固体材料的化学反应、合成方法、晶体生长、化学组成和晶体结构;研究固体中缺陷及其对物质的物理及化学性质的影响等;探索固体物质实际应用的可能性。
按化学组成(基本组成)划分金属材料:由金属元素组成的材料。
单质金属具有特殊的金属光泽及良好的导电性和导热性。
具有较高的强度、刚度、延展性及耐冲击性。
无机非金属材料:由各种盐为原料和氧化物、硅化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成。
高分子材料:高聚物是由一种或几种简单低分子化合物经聚合而组成的分子量很大的化合物。
复合材料:由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成。
材料科学与工程的四个基本要素:合成与加工、组成与结构、性质、使用性能。
材料的性质是指材料对电、磁、光、热、机械载荷的反应,主要决定于材料的组成与结构。
使用性能是材料在使用状态下表现的行为,它与材料设计、工程环境密切相关。
合成与制备过程包括传统的冶炼、铸锭、制粉、压力加工等,也包括新发展的真空溅射、气相沉积等新工艺,使人工合成材料如超晶格、薄膜材料成为可能。
第二章固体中的缺陷缺陷:把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。
理想晶体:质点严格按照空间点阵排列。
实际晶体:存在着各种各样的结构的不完整性。
形成原因:热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷等点缺陷(零维缺陷): 缺陷尺寸处于原子大小的数量级上,即三维方向上缺陷的尺寸都很小。
包括:空位、间隙质点、杂质质点。
点缺陷与材料的电学性质、光学性质、材料的高温动力学过程等有关。
线缺陷(一维缺陷)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。
如各种位错线缺陷的产生及运动与材料的韧性、脆性密切相关。
面缺陷(二维缺陷)是指在二维方向上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、镶嵌结构等。
面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。
按缺陷产生的原因分类1. 热缺陷2. 杂质缺陷3. 非化学计量缺陷4. 其它原因,如电荷缺陷,辐照缺陷等定义: 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间隙质点(原子或离子)。
类型: 弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷热缺陷浓度与温度的关系: 温度升高时,热缺陷浓度增加2.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。
特征: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。
3.非化学计量缺陷: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组分发生交换而产生。
特点:其化学组成随周围气氛的性质及其分压大小而变化。
是一种半导体材料。
4. 其它原因,如电荷缺陷,辐照缺陷等点缺陷一、点缺陷的符号表征:Kroger-Vink 符号以MX 型化合物为例:1.空位用V 来表示,符号中的右下标表示缺陷所在位置,V M 含义即M 原子位置是空的。
2.间隙原子亦称为填隙原子,用M i 、X i 来表示,其含义为M 、X 原子位于晶格间隙位置。
3. 错位原子 错位原子用M X 、X M 等表示,M X 的含义是M 原子占据X 原子的位置。
X M表示X 原子占据M 原子的位置。
4. 自由电子与电子空穴,分别用e ,和h ·来表示。
其中右上标中的一撇“,”代表一个单位负电荷,一个圆点“ · ”代表一个单位正电荷。
5.带电缺陷 ,在NaCl 晶体中,取出一个Na +离子,会在原来的位置上留下一个电子e ,,写成V Na ’ ,代表Na +离子空位,带一个单位负电荷。
Cl -离子空位记为V Cl · ,带一个单位正电荷。
即:V Na ’=V Na +e ,,V Cl · =V Cl +h ·。
其它带电缺陷:1)CaCl 2加入NaCl 晶体时,若Ca 2+离子位于Na +离子位置上,其缺陷符号为Ca Na · ,此符号含义为Ca 2+离子占据Na +离子位置,带有一个单位正电荷。
2)Ca Zr ,,表示Ca 2+离子占据Zr 4+离子位置,此缺陷带有二个单位负电荷。
6.缔合中心:电性相反的缺陷距离接近到一定程度时,在库仑力作用下会缔合成一组或一群,产生一个缔合中心, V M 和V X 发生缔合,记为(V M V X )。
二、缺陷反应表示法: 产生的各种缺陷杂质基质−−−→−1.写缺陷反应方程式应遵循的原则1)位置关系:在化合物M a X b 中,无论是否存在缺陷,其正负离子位置数(即格点数)之比始终是一个常数a/b ,(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。
2.缺陷反应实例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。
例1: 写出NaF 加入YF 3中的缺陷反应方程式以正离子为基准,反应方程式为: 以负离子为基准,反应方程式为:例2: 写出CaCl 2加入KCl 中的缺陷反应方程式 以正离子为基准,缺陷反应方程式为:以负离子为基准,则缺陷反应方程式为: 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。
三、热缺陷在外力作用下的运动 .F F Y YF V 2F ''Na NaF 3++−−−→−F .i Y YF 3F 2Na ''Na 3NaF 3++−−−→−'Cl Cl Ca CaCl i Cl .K KCl 2++−−−→−Cl K .K KCl 2Cl 2'V Ca CaCl ++−−−→−由于热缺陷的产生与复合始终处于动态平衡,即缺陷始终处在运动变化之中,缺陷的相互作用与运动是材料中的动力学过程得以进行的物理基础。
无外场作用时,缺陷的迁移运动完全无序。
在外场(可以是力场、电场、浓度场等)作用下,缺陷可以定向迁移,从而实现材料中的各种传输过程(离子导电、传质等)及高温动力学过程(扩散、烧结等)能够进行。
线缺陷(line defects ,dislocation )位错模型的提出背景:完整晶体塑性变形——滑移的模型→金属晶体的理论强度→理论强度比实测强度高出几个数量级→ 晶体缺陷的设想——线缺陷(位错)的模型→ 以位错滑移模型计算出的晶体强度,与实测值基本相符。
一、位错的类型:晶体在不同的应力状态下,其滑移方式不同。
根据原子的滑移方向和位错线取向的几何特征不同,位错分为刃位错、螺位错和混合位错。
(一)刃位错形成及定义:晶体在大于屈服值的切应力τ作用下,以某一面为滑移面发生滑移。
形成晶体已滑移部分和未滑移部分的交线,犹如砍入晶体的一把刀的刀刃,刃位错。
几何特征:位错线与原子滑移方向相垂直;滑移面上部位错线周围原子受压应力作用,原子间距小于正常晶格间距;滑移面下部位错线周围原子受张应力作用,原子间距大于正常晶格间距。
分类:正刃位错,“⊥” ;负刃位错,“T” 。
符号中水平线代表滑移面,垂直线代表半个原子面。
(二)螺位错形成及定义:晶体在外加切应力作用下,沿某一面面滑移,产生已滑移区与未滑移区的分界。
由于位错线周围的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面,称为螺位错。
几何特征:位错线与原子滑移方向相平行;位错线周围原子的配置是螺旋状的。
分类:有左、右旋之分,分别以符号“⋃”和“⋂”表示。
三)混合位错:在外力作用下,两部分之间发生相对滑移,在晶体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向(伯氏矢量b),这样的位错称为混合位错。
位错线上任意一点,经矢量分解后,可分解为刃位错和螺位错分量。
晶体中位错线的形状可以是任意的,但位错线上各点的伯氏矢量相同,只是各点的刃型、螺型分量不同而已。
二、位错的伯格斯矢量及位错的性质伯格斯矢量:晶体中有位错存在时,滑移面一侧质点相对于另一侧质点的相对位移或畸变。
性质:大小表征了位错的单位滑移距离,方向与滑移方向一致。
(一)伯格斯矢量的确定及表示1.确定伯格斯矢量的步骤(1)对于给定点的位错,人为规定位错线的方向。
(2)用右手螺旋定则确定伯格斯回路方向。
(3)按照规律走回路,最后封闭回路的矢量即要求的伯氏矢量。
2 .伯氏矢量的表示方法b=ka[uvw](二)伯氏矢量的守恒性:对一条位错线而言,其伯氏矢量是固定不变的位错的滑移:指位错在外力作用下,在滑移面上的运动,结果导致永久形变。
位错的攀移:指在热缺陷的作用下,位错在垂直滑移方向的运动,结果导致空位或间隙原子的增加或减少。
刃位错除了滑移外,还可进行攀移运动。
攀移的实质是多余半原子面的伸长或缩短。
包括:(1)化学攀移力,指不平衡空位浓度施加给位错攀移的驱动力。
(2)弹性攀移力,指作用于半原子面上的正应力分量作用下,刃位错所受的力。
位错攀移的激活能由割阶形成的激活能及空位的扩散活化能两部分所组成。
常温下位错靠热激活来攀移是很困难的。
在许多高温过程如蠕变、回复、单晶拉制中,攀移却起着重要作用。
位错攀移在低温下是难以进行的,只有在高温下才可能发生。
三、位错的反应:由于位错间相互作用力的存在,使得位错之间有可能发生相互转化或相互作用,此即位错反应。
位错能否发生反应,取决于两个条件:其一,必须满足伯氏矢量的守恒性;其二,必须满足能量条件。
面缺陷是将材料分成若干区域的边界,如表面、晶界、界面、层错、孪晶面等。
一、晶界:它的结构和性质与相邻晶粒的取向差有关,当取向差θ小于10~15o 时,称为小角度晶界。
大角度晶界,一般大角度晶界的界面能大致在0.5~0.6J/m 2左右,与相邻晶粒的取向差无关。
二、堆积层错:堆垛层错,就是指正常堆垛顺序中引入不正常顺序堆垛的原子面而产生的一类面缺陷。
这种结构变化,只改变次邻近关系,几乎不产生畸变,所引起的畸变能很小。
是一种低能量的界面三、反映孪晶界面:如果从某一层起全部变为逆时针堆垛,则这一原子面成为一个反映面,两侧晶体以此面成镜面对称。
这两部分晶体成孪晶关系,两者具有反映关系,称反映孪晶,该晶面称孪晶界面。
固溶体将外来组元引入晶体结构,占据主晶相质点位置一部分或间隙位置一部分,仍保持一个晶相,这种晶体称为固溶体。
一、固溶体的分类可分为置换固溶体和间隙固溶体。
连续型固溶体和有限型固溶体。
1、置换式固溶体其溶质原子位于点阵结点上,替代了部分溶剂原子。
金属和金属形成的固溶体都是置换式的。