晶 体 缺 陷
晶体缺陷
(1 2)
2ClCl CaCl2 KCl Cai 2VK
(1 3)
KCl
表示KCl作为溶剂。 以上三种写法均符合缺陷反应规则。
实际上（1－1）比较合理。
（2） MgO溶解到Al2O3晶格中
2 MgO 2 Mg V Al O 2OO Al2O3
(1－4)
3 MgO 2 Mg Al Mgi 3OO Al2O3
(1－5)
（1－5〕较不合理。因为Mg2+进入间隙位置不易发生。
练习
写出下列缺陷反应式：
(1) MgCl2固溶在LiCl晶体中(产生正离子空位，生成置换型SS)
(2) SrO固溶在Li2O晶体中(产生正离子空位，生成置换型SS)
有些情况下，价电子并不一定属于某个特定位置的原子，在 光、电、热的作用下可以在晶体中运动，原固定位置称次自 由电子（符号e/ ）。同样可以出现缺少电子，而出现电子空 穴（符号h. ),它也不属于某个特定的原子位置。
（6）带电缺陷 不同价离子之间取代如Ca2+取代Na+——Ca · Na Ca2+取代Zr4+——Ca”Zr
Schottky空位的产生
2 杂质缺陷
概念——杂质原子进入晶体而产生的缺陷。原子进入 晶体的数量一般小于0.1%。 种类——间隙杂质 置换杂质 特点——杂质缺陷的浓度与温度无关， 只决定于溶解度。 存在的原因——本身存在
有目的加入(改善晶体的某种性能)
3 非化学计量结构缺陷（电荷缺陷） 存在于非化学计量化合物中的结构缺陷，化合物化学 组成与周围环境气氛有关；不同种类的离子或原子数之比 不能用简单整数表示。如： ;
占据在原来基体原子平衡位置上的异类原 子称为置换原子。 由于原子大小的区别也会造成晶格畸变， 置换原子在一定温度下也有一个平衡浓度值， 一般称之为固溶度或溶解度，通常它比间隙原 子的固溶度要大的多。
《晶体缺陷》课件
热稳定性
晶体缺陷可能影响材料在高温下的稳 定性，降低其使用温度范围。
比热容
晶体缺陷可能影响比热容，改变材料 吸收和释放热量的能力。
光学性能的影响
折射率与双折射
光吸收与散射
晶体缺陷可能导致折射率变化和双折射现 象，影响光学性能。
晶体缺陷可能导致光吸收增强或光散射增 加，改变光学透射和反射特性。
荧光与磷光
热电效应
某些晶体缺陷可能导致热电效应增强，影响 热电转换效率。
介电常数
晶体缺陷可能影响介电常数，改变电场分布 和电容。
电阻温度系数
晶体缺陷可能影响电阻温度系数，改变温度 对电阻的影响。
热学性能的影响
热导率变化
晶体缺陷可能降低材料的热导率，影 响热量传递和散热性能。
热膨胀系数
晶体缺陷可能影响热膨胀系数，影响 材料在温度变化下的尺寸稳定性。
。
韧性下降
晶体缺陷可能导致材料韧性下 降，使其在受到外力时更容易
脆裂。
疲劳性能
晶体缺陷可能影响材料的疲劳 性能，降低其循环载荷承受能
力。
强度与延展性
晶体缺陷可能影响材料的强度 和延展性，从而影响其承载能
力和塑性变形能力。
电学性能的影响
导电性变化
晶体缺陷可能改变材料的导电性，影响其在 电子设备中的应用。
传感器
基于晶体缺陷的原理，可以设计新型传感器，如压力传感 器、温度传感器和气体传感器等，以提高传感器的灵敏度 和稳定性。
在新能源领域中的应用
太阳能电池
在太阳能电池中，可以利用晶体 缺陷来提高光吸收效率和载流子 的收集效率，从而提高太阳能电
池的光电转换效率。
燃料电池
在燃料电池中，可以利用晶体缺陷 来改善电极的催化活性和耐久性， 从而提高燃料电池的性能和稳定性 。
晶体缺陷的概念
晶体缺陷的概念
晶体缺陷是指晶体中存在的缺少或不正确的化学或结构性元素或原子，这些元素或原
子可能导致晶体的某些物理、化学或电学性能发生变化。
晶体缺陷可以产生在晶体的制备、成长、处理、使用等各个阶段，因此在材料科学中，对于晶体缺陷的研究具有极其重要的
意义。
晶体缺陷可以按照种类、数量、位置等不同特征来分类。
按照种类可以分为点缺陷、
线缺陷和面缺陷。
点缺陷是晶体中单个原子的缺失（空位）或替换（异位）；线缺陷是由
一系列原子缺失或异位组成的缺陷带，例如位错和蚀刻缺陷；面缺陷是晶体中存在大量原
子缺失或异位的面状结构，例如晶格空洞、堆积错、肯定面等。
按照数量可以分为单个、
双层、多层等；按照位置可以分为体缺陷和表缺陷。
晶体缺陷对于晶体的物性产生的影响是十分显著的，因为缺陷降低了晶体的对称性，
从而导致晶体的能带结构、电子结构、声子结构和光学性质等都发生变化。
同时，缺陷还
能对晶体的弹性、塑性、疲劳和断裂行为等产生特殊的影响。
一些缺陷还具有较强的催化
或电化学活性，因此在催化剂和电化学材料中得到广泛应用。
总体来说，晶体缺陷不但是晶体中的不完美之处，而且也是晶体材料科学的重要研究
方向之一。
通过对晶体缺陷的深入理解和研究，我们能够更好地掌握晶体的制备和性能控
制技术，从而加速新型材料的开发和应用。
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。
晶体缺陷ppt
晶体缺陷在温度、压力等外部因素的作用下会发生变化，如点缺陷的迁移、位错 的滑移、晶界的迁移等。这些演变过程会影响晶体的性能和结构。
02
晶体缺陷的类型
点缺陷
弗兰克尔缺陷
在晶体中，原子或离子的一部分占据了应该是另一个原子的 位置，造成晶体结构的不完整性。
肖特基缺陷
在晶体中，一个原子或离子跳到了另一个原子的位置，形成 了一个空位。
位错是金属材料中最常见的晶体缺陷之一，其密度和分布对材
料的力学性能有重要影响。
在金属材料制备和使用过程中，应尽量减少晶体缺陷的产生，
03
以提高金属材料的性能。
功能陶瓷中的晶体缺陷
功能陶瓷的性能与晶体缺陷密切相关，如电导 率、介电常数等。
功能陶瓷中的晶体缺陷包括位错、空位、晶界 等，这些缺陷对材料的物理和化学性能产生重 要影响。
Hale Waihona Puke 06未来展望与挑战晶体缺陷研究的未来方向
发展新的检测技术
随着科学技术的发展，需要不断开发新的检测技术来更准确地识 别和测量晶体缺陷。
深入研究微观机制
进一步深入研究晶体缺陷的微观机制，包括缺陷的形成、扩散、 相互作用等，有助于更好地理解缺陷对材料性能的影响。
发展新型材料
基于对晶体缺陷的深入理解，可以设计和开发具有更优性能的新 型材料。
晶体缺陷的重要性
材料性能影响
晶体缺陷对材料的物理和化学性能具有重要影响，如导电性、导热性、强度 等。
工业应用
在工业上，晶体缺陷的应用也十分广泛，如半导体器件、激光器、太阳能电 池等。
晶体缺陷的产生与演变
产生原因
晶体缺陷的产生主要有两种原因，一是材料制备过程中引入的缺陷，如熔炼、铸 造、热处理等过程中产生；二是晶体生长过程中形成的缺陷，如位错、层错等。
晶体缺陷及其在半导体材料方面的应用
晶体缺陷及其在半导体材料方面的应用 隋春宁张骏曹自强官亚夫2008年11月19日目 录摘要 (1)关键词 (1)引言 (2)1.晶体缺陷的定义和分类 (2)1.1 晶体缺陷的定义 (2)1.2 晶体缺陷的分类 (3)1.2.1 H. Pick分类法 (3)1.2.2 几何分类法 (3)2.半导体材料简介 (4)2.1 半导体材料的定义 (4)2.2 半导体材料的特点 (4)2.3 半导体材料的应用 (4)3.几种重要的晶体缺陷及其在半导体材料方面的应用 (5)3.1 本征点缺陷及本征半导体 (5)3.1.1 本征点缺陷的定义 (5)3.1.2 本征半导体的定义 (5)3.1.3 本征半导体的导电原理 (5)3.1.4 本征点缺陷的实际应用 (5)3.2 杂质点缺陷及杂质半导体 (6)3.2.1 杂质点缺陷的定义 (6)3.2.2 掺杂半导体的定义和导电原理 (6)3.2.3 杂质点缺陷和掺杂半导体的实际应用 (7)4 晶体缺陷的生长与控制 (7)5研究进展与展望 (7)参考文献 (9)摘要少量晶体缺陷对于晶体的电磁学性能就能够产生重要影响，因而可以根据不同的晶体缺陷，开发制备具有不同性能的半导体材料，以适应人们不同的实际需要。
本文简要介绍了晶体缺陷的定义和分类，以及不同晶体缺陷在半导体材料方面的应用。
关键词晶体缺陷迁移半导体材料引言在讨论晶体结构时，我们认为晶体的结构是三维空间内周期有序的，其内部质点按照一定的点阵结构排列。
这是一种理想的完美晶体，它在现实中并不存在，只作为理论研究模型。
相反，偏离理想状态的不完整晶体，即有某些缺陷的晶体，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
所有的天然和人工晶体都不是理想的完整晶体，它们的许多性质往往并不决定于原子的规则排列，而决定于不规则排列的晶体缺陷。
晶体缺陷对晶体生长、晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等均有着极大影响，在生产上和科研中都非常重要，是固体物理、固体化学、材料科学等领域的重要基础内容。
晶体缺陷点缺陷和位错
《材料科学与工程基础》
本章主要内容
3.1 点缺陷 3.2 位错 3.3 表面及界面
第3章 晶体缺陷
❖引 言
1、晶体缺陷(Defects in crystals)
定义：实际晶体都是非完整晶体，晶体中原子排 列的不完整性称为晶体缺陷。
2、缺陷产生的原因
（1）晶体生长过程中受到外界环境中各种复杂因 素的不同程度的影响；
作业
Cu晶体的空位形成能1.44x10-19J/atom，A=1, 玻尔兹曼常数k=1.38x10-23J/k。已知Cu的摩尔
质量为MCu＝63.54g/mol， 计算： 1）在500℃以下，每立方米Cu中的空位数？ 2） 500℃下的平衡空位浓度？
18
❖ 解：首先确定1m3体积内Cu原子的总数（已 知Cu的摩尔质量为MCu＝63.54g/mol， 500℃ 下Cu的密度ρCu＝8.96 ×106 g/m3
Ag
3980
0.372 25000 9.3×10-5 1.5×10-5
Cu
6480
0.490 40700 7.6×10-5 1.2×10-5
α-Fe
11000
2.75
68950 2.5×10-4 1.5×10-5
Mg
2630
0.393 16400 1.5×10-4 2.4×10-5
问题：计算结果和实验值相差甚远
3）位错线可以是任何形状的曲线。 4）点阵发生畸变，产生压缩和膨胀，形成应力场，
随着远离中心而减弱。
7.2 位错的基本知识
考虑一下，还 可以采用什么 方式构造出一 个刃型位错？
2、螺型位错
（1）螺型位错的形成
螺型位错的 原子组态：
第四章 晶体缺陷与缺陷运动
第四章晶体缺陷与缺陷运动§4.1 晶体缺陷的基本类型§4.2 位错缺陷的性质、晶体滑移的本质§4.3 热缺陷数目的统计平衡理论§4.4 热缺陷的运动、产生和复合§4.5 晶体中的扩散过程§4.6 离子晶体中的点缺陷与导电性前言理想晶体的主要特征是原子(或分子)的严格规则排列、周期性实际晶体中的原子排列会由于各种原因或多或少地偏离严格的周期性，存在着偏离了理想晶体结构的区域，于是就形成了晶体的缺陷。
晶体中虽然存在各种各样的缺陷，但实际在晶体中偏离平衡位置的原子数目很少（相对于晶体原子总数），在最严重的情况下，一般不会超过原子总数的万分之一，因而实际晶体结构从整体上看还是比较完整的。
缺陷——偏离了晶体周期性排列的局部区域。
前言（续）晶体中缺陷的种类很多，它们分别影响着晶体的力学、热学、电学、光学等各方面的性质。
然而，尽管在晶体中缺陷的数目很少，它们的产生和发展、运动和相互作用、以及合并和消失，对晶体的性能有重要的影响。
因此，晶体缺陷是固体物理中一个重要的研究领域，它对于研究和理解一些不能用完整晶体理论解释和理解的现象具有重要的意义。
例如：塑性与强度、扩散、相变、再结晶、离子电导以及半导体的缺陷导电等现象。
§4.1 晶体缺陷的基本类型一、点缺陷点缺陷——发生在一个或几个晶格常数范围内的缺陷。
如：空位、填隙原子、杂质原子等。
这些空位、填隙原子是由热起伏原因而产生的，所以又称为热缺陷。
晶体中存在的缺陷种类很多，但由于晶体中的晶体结构具有规律性，因此晶体中实际出现缺陷的类型也不是无限制的。
根据晶体缺陷在空间延伸的线度，晶体缺陷可分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。
几种重要的点缺陷：1）弗仑克尔缺陷和肖脱基缺陷原子（或离子）在格点平衡位置附近振动，由于存在这样的热振动的能量涨落，使得当某一原子能量大到某一程度时，原子就会克服平衡位置势阱的束缚，脱离格点，而到达邻近的原子空隙中，当它失去多余动能后，就会被束缚在那里，这样产生一个暂时的空位和一个暂时的填隙原子，当又经过一段时间后，填隙原子会与空位相遇，并同空位复合；也有可能跳到较远的间隙中去或跳到晶体边界上去。
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3.2 线缺陷
按照理想晶体的模型，晶体在滑移时，滑移面上各个原子在 切应力作用下，同时克服相邻滑移面上原子的作用力前进一个原 子间距，完成这一过程所需的切应力就相当于晶体的理论剪切屈 服强度，这是一个很大的数值，如 Cu单晶体。
现象:晶体作刚性滑移所需的临界切应力值（1540MPa）与实际 滑移测定的值（1MPa）相差巨大.疑问:理想晶体模型及其滑移方 式. ?位错存在位错理论是上个世纪材料科学最杰出的成就之一。
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11
5. 点缺陷对晶体性能的影响
点缺陷引起晶格畸变（ distortion of lattice ） , 能量升高，结构不稳定，易发生转变。 点缺陷的存在会引起性能的变化： (1)物理性质 如使金属的电阻R↑、体积V ↑ 、密 度ρ↓ 等； (2) 力学性能 采用高温急冷 ( 如淬火 quenching), 大 量 的 冷 变 形 （ cold working ） , 高 能 粒 子 辐 照 （ radiation ）等方法可获得过饱和点缺陷，如使 σS提高； (3) 影 响 固 态 相 变 , 化 学 热 处 理 （ chemical heat treatment）等。
2
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本章要求掌握的主要内容
二.本章重点及难点 1、点缺陷的平衡浓度公式 2、位错类型的判断及其特征、柏氏矢量 的特征 3、位错源、位错的增殖(F-R源、双交滑移机制等)和运动、 交割 4、关于位错的应力场、位错的应变能、线张力等可作为 一般了解 5、晶界的特性(大、小角度晶界)、孪晶界、相界的类型
(b)
挤压态Mg-0.6Zr合金显微组织TEM像
(a)
挤压态Mg-0.6Zr合金显微组织TEM像 Fig. TEM morphology of extruding Mg-0.6Zr alloy (a) 位错缠结网；(b) 位错胞壁
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1. 位错基本类型
刃型位错（edge dislocation） 螺型位错（screw dislocation） 混合位错（mixed dislocation）
迁移能(migration energy) ： 通过热力学分析，在绝对零度以上的任何温度，晶体中最稳定的状态是 含有一定浓度的点缺陷的状态，这个浓度称为该温度下晶体中点缺陷的平衡 浓度(equilibrium consistence)。经热力学推导：
ne c Ae N
E v kT
Ne — N — Ev — k — T —
1
2 3 1 2 3 4
1
2
b
4
3
2
1 2 1 1 1
3 1 2 3 4
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31
螺型位错的柏氏回路示意图
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32
2）柏氏矢量特性 柏氏矢量是一个反映位错性质以及由位错引起的晶格畸变 大小的物理量. (1) 用柏氏矢量可以表示位错区域晶格畸变总量的大小。柏氏 矢量可表示位错性质和取向,即晶体滑移方向。 柏氏矢量越大, 位错周围晶体畸变越严重。 (2) 柏氏矢量具有守恒性。即一条位错线的柏氏矢量恒定不变。 (3) 柏氏矢量的唯一性。即一根位错线具有唯一的柏氏矢量。 (4) 柏氏矢量守恒定律。① 位错分解 ② 位错交于一点 (5) 位错的连续性:可以形成位错环、连接于其他位错、终止于 晶界或露头于表面,但不能中断于晶体内. (6) 可用柏氏矢量判断位错类型 刃型位错: ξe⊥be，右手 法则判断正负;螺型位错:ξs∥bs，同向右旋,反向左旋 (7) 柏氏矢量表示晶体滑移方向和大小.大小|b|，方向为柏氏 矢量方向。 (8) 刃型位错滑移面为ξ与柏氏矢量所构成的平面,只有一个； 螺型位错滑移面不定,多个。 (9) 柏氏矢量可以定义为:位错为柏氏矢量不为0的晶体缺陷.
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6
点缺陷类型1
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7
点缺陷类型2
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3. 点缺陷的平衡浓度
空位形成能(vacancy formation energy):点缺陷都是由于原子的热运动产 生的，它们的产生和存在使体系的自由能发生一定的变化。
晶 体 缺 陷
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1
本章要求掌握的主要内容
一.需掌握的概念和术语 1、点缺陷、Schottky空位、Frankel空位、间隙原子、置 换原子 2、线缺陷、刃型位错、螺型位错、混合型位错、柏氏矢量、 位错运动、滑移、(双)交滑移、多滑移、攀移、交割、割 价、扭折、塞积；位错应力场、应变能、线张力、作用在 位错上的力、位错密度、位错源、位错生成、位错增殖、 位错分解与合成、位错反应、全位错、不全位错、堆垛层 错 3、面缺陷、表面、界面、界面能、晶界、相界 4、关于位错的应力场、位错的应变能、线张力等可作为一 般了解 5、晶界的特性(大、小角度晶界)、孪晶界、相界的类型
位错理论是上个世纪材料科学 最杰出的成就之一。
结果
计算强度值 实测值
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图 3-01 透 射 电 子 显 微 镜 下 观 察 到 不 锈 钢 316L (00Cr17Ni14Mo2)的位错线与位错缠结（照片由西南交通大 学何国求教授提供）
16
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原子面整体滑移——塑变 发现问题 理论强度远大于实测值 促使 探求新理论——位错理论 核心 位错逐排依次运动——塑变
位错（dislocation）是一种线
缺陷,它是晶体中某处一列或若 干列原子发生了有规律错排现象； 错排区是细长的管状畸变区,长 度可达几百至几万个原子间距, 宽仅几个原子间距.
29
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刃位错的柏氏回路
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30
螺位错柏氏矢量的求法 （1） 包含位错线做一封闭回路—— 柏氏回路 （2） 将同样的回路置于完整晶体中—— 不能闭合 （3） 补一矢量（终点指向起点）使回路闭合—— 柏氏矢量
4
3
2
1 2 1 1 1
0.17
0.24
0.56
9.2×1 2.8×1 1.5×1 3.6×1 2.0×1 7.8×1 5.7×1 0-6 0-8 0-9 0-10 0-11 0-16 0-36 形成空位能Ev 增加，点缺陷的平衡浓度降低
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10
4. 点缺陷的运动
点缺陷的运动方式： (1) 空位运动。 (2) 间隙原子迁移。 (3) 空位和间隙原子相遇，两缺陷同时消失。 (4) 逸出晶体到表面，或移到晶界，点缺陷消失。
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晶体局部滑移造成的刃型位错
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21
2) 螺位错
7 6 3 2
形成 称作
8 45 1
形成 畸变区
原子面部分错动 一个原子间距
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不吻合 过渡区
螺位错
纯剪切 应力区
22
螺型位错的特点： 教材P86的 (1)～(6)点
平衡空位数 原子总数 每增加一个空位的能量变化 玻尔兹曼常数 绝对温度
其中：A由振动熵决定的系数，取1—10，通常取1。T↑--C↑
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△Ev对C的影响
金属 种类 △Ev × 10-8J C Pb Al Mg Au Cu Pt W
0.08
0.12
0.14
0.15
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18
1) 刃位错
┻
多出（或少） 称为 刃位错 半排原子面
刃型位错线：多余半原子面与滑移面的交线。
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┻ 用 ┻ （ 或 形成 正：上压下拉 ┳）表示 负：上拉下压
畸变区
刃型位错特征： ① 刃型位错有一个额外的（多余）半原子面。正刃型位 错用“⊥”表示，负刃型位错用“┬”表示；其正负只是相对 而言。判断用右手定则：食指指向位错线方向，中指指向柏氏 矢量方向，拇指指向多余半原子面方向。 ② 刃型位错是直线、折线或曲线。它与滑移方向、柏氏 矢量垂直。 ③ 滑移面必须是同时包含有位错线和滑移矢量的平面。 位错线与滑移矢量互相垂直,它们构成平面只有一个。 ④ 晶体中存在刃位错后,位错周围的点阵发生弹性畸变, 既有正应变,也有负应变。点阵畸变相对于多余半原子面是左右 对称的，其程度随距位错线距离增大而减小。就正刃型位错而 言,上方受压,下方受拉。 ⑤ 在位错线周围的畸变区每个原子具有较大的平均能量。 畸变区是一个狭长的管道。
28
2. 柏氏矢量——反映位错区畸变的方向与程度
1) 刃型位错柏氏矢量的求法 （1） 包含位错线做一封闭回路—— 柏氏回路 （2） 将同样的回路置于完整晶体中—— 不能闭合 （3） 补一矢量（终点指向起点）使回路闭合—— 柏氏矢量
6 7
8
5
4
3
6 2
1 7 8
5
4
3
2
1
9 10 11
9 10 11 b
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12
6.过饱和点缺陷(supersaturated point defect)
在点缺陷的平衡浓度下晶体的自由能最低，系统最稳定。 当在一定的温度下，晶体中点缺陷的数目明显超过其平衡浓度 时，这些点缺陷称为过饱和点缺陷. 它的产生方式有三种: 淬火(quenching)\冷加工(cold working)\辐照(radiation) 淬火:高温时晶体中的空位浓度很高，经过淬火后，空位来不 及通过扩散达到平衡浓度，在低温下仍保持了较高的空位浓度. 冷加工:金属在室温下进行压力加工时，由于位错交割所形成 的割阶发生攀移，从而使金属晶体内空位浓度增加. 辐照:当金属受到高能粒子（中子、质子、氘核(dao,氢的同位素 之一，用于热核反应。旧称重氢)、α粒子、电子等）辐照时，晶体中 的原子将被击出，挤入晶格间隙中，由于被击出的原子具有很 高的能量，因此还有可能发生连锁作用，在晶体中形成大量的 空位和间隙原子.