《材料科學基礎(chǔ)》中晶體缺陷內(nèi)容比較抽象復雜,比較難理解。我們通過制作動圖,讓大家理解起來更容易、掌握起來更透徹,并將抽象概念與實際晶體相聯(lián)系。
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:
金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)指的是金屬材料內(nèi)部的原子排列的規(guī)律。它決定著金屬材料的顯微組織和材料的宏觀性能。下面的文案大家可以結(jié)合上面的動圖進一步了解一下金屬材料晶體結(jié)構(gòu)的一些基本知識。
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