晶體缺陷就是實際晶體中偏離理想結(jié)構(gòu)的不完整區(qū)域。

根據(jù)晶體中結(jié)構(gòu)不完整區(qū)域的形狀及大小, 晶體缺陷常分為如下三類:

01

點缺陷

①脫位原子一般進入其他空位或者逐漸遷移至晶界或表面，這樣的空位通常稱為肖脫基空位或肖脫基缺陷。

②晶體中的原子有可能擠入結(jié)點的間隙，則形成另一種類型的點

缺陷---間隙原子，同時原來的結(jié)點位置也空缺了，產(chǎn)生另一個空位，通常把這一對點缺陷（空位和間隙原子）稱為弗蘭克爾缺陷。

③置換原子缺陷等類型

點缺陷類型動圖：

離子晶體的點缺陷

④離子晶體中點缺陷要求保持局部電中性，常見的兩種點缺陷：

肖脫基缺陷：等量的正離子空位和負離子空位。

弗蘭克爾缺陷：等量的間隙原子、空位。

離子晶體中的點缺陷動圖：

⑤點缺陷源于原子的熱振動，故其平衡濃度隨著溫度升高指數(shù)增加。

點缺陷數(shù)量明顯超過平衡值時叫過飽和點缺陷，產(chǎn)生原因為淬火、輻照、冷塑性變形。

溫度導(dǎo)致點缺陷變化動圖：

位錯攀移引起點缺陷的變化動圖：

02

刃位錯的形成

①刃型位錯一晶體中半原子面邊緣周圍的原子位置錯排區(qū)。

刃位錯的形成動圖：

②螺型位錯——晶體中螺旋原子面軸線周圍的原子位置錯排區(qū)。

螺位錯的形成動圖：

③混合位錯——原子位置錯拝區(qū)中既有半原子面也有螺旋原子面的位錯。

混合位錯動圖：

④位錯的滑移

刃位錯的運動動圖：

螺位錯的運動動圖：

⑤位錯的攀移

攀移運動動圖：

? ? 攀移的原子模型：

⑥伯氏矢量的確定

先在有位錯的晶體中用一閉合回路包圍位錯線，回路應(yīng)遠離位錯中心晶格嚴重畸變區(qū)。再在理想晶體中作一相同回路，但該回路的終點與起點并不重合。從終點向起點作一矢量使兩點相連，該矢量定義為該位錯的柏氏矢量。

伯氏矢量的確定動圖：

03

面缺陷

有晶界、孿晶界、相界、表面等分類。

孿晶界動圖：

扭轉(zhuǎn)晶界的形成動圖：

晶體缺陷的類型：

晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點排列的某種不規(guī)則性或不完善性。又稱晶格缺陷。表現(xiàn)為晶體結(jié)構(gòu)中局部范圍內(nèi)，質(zhì)點的排布偏離周期性重復(fù)的空間格子規(guī)律而出現(xiàn)錯亂的現(xiàn)象。根據(jù)錯亂排列的展布范圍,分為下列3種主要類型。

①點缺陷，只涉及到大約一個原子大小范圍的晶格缺陷。它包括:晶格位置上缺失正常應(yīng)有的質(zhì)點而造成的空位;由于額外的質(zhì)點充填晶格空隙而產(chǎn)生的填隙；由雜質(zhì)成分的質(zhì)點替代了晶格中固有成分質(zhì)點的位置而引起的替位等（圖1）。在類質(zhì)同象混晶中替位是一種普遍存在的晶格缺陷。

②線缺陷—位錯 位錯的概念1934年由泰勒提出到1950年才被實驗所實具有位錯的晶體結(jié)構(gòu)，可看成是局部晶格沿一定的原子面發(fā)生晶格的滑移的產(chǎn)物?；撇回灤┱麄€晶格，晶體缺陷到晶格內(nèi)部即終止，在已滑移部分和未滑移部分晶格的分界處造成質(zhì)點的錯亂排列，即位錯。這個分界外，即已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的交線，稱為位錯線。位錯有兩種基本類型：位錯線與滑移方向垂直，稱刃位錯，也稱棱位錯；位錯線與滑移方向平行，則稱螺旋位錯。刃位錯恰似在滑移面一側(cè)的晶格中額外多了半個插入的原子面，后者在位錯線處終止（圖2）。螺旋位錯在相對滑移的兩部分晶格間產(chǎn)生一個臺階，但此臺階到位錯線處即告終止，整個面網(wǎng)并未完全錯斷，致使原來相互平行的一組面網(wǎng)連成了恰似由單個面網(wǎng)所構(gòu)成的螺旋面。

③面缺陷，是沿著晶格內(nèi)或晶粒間的某個面兩側(cè)大約幾個原子間距范圍內(nèi)出現(xiàn)的晶格缺陷。主要包括堆垛層錯以及晶體內(nèi)和晶體間的各種界面，如小角晶界、疇界壁、雙晶界面及晶粒間界等。其中的堆垛層錯是指沿晶格內(nèi)某一平面，質(zhì)點發(fā)生錯誤堆垛的現(xiàn)象。如一系列平行的原子面,原來按ABCABCABC……的順序成周期性重復(fù)地逐層堆垛，如果在某一層上違反了原來的順序，如表現(xiàn)為ABCABCAB│ABCABC……,則在劃線處就出現(xiàn)一個堆垛層錯，該處的平面稱為層錯面。堆垛層錯也可看成晶格沿層錯面發(fā)生了相對滑移的結(jié)果。小角晶界是晶粒內(nèi)兩部分晶格間不嚴格平行，以微小角度的偏差相互拼接而形成的界面。它可以看成是由一系列位錯平行排列而導(dǎo)致的結(jié)果。在具有所謂鑲嵌構(gòu)造（圖4）的晶格中，各鑲嵌塊之間的界面就是一些小角晶界。也有人把晶體中的包裹體等歸為晶體缺陷而再分出一類體缺陷。

④體缺陷：體缺陷主要是沉淀相、晶粒內(nèi)的氣孔和第二相夾雜物等。

編輯：黃飛