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第四章晶体缺陷（一）
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一、什么是晶体缺陷
二、点缺陷
三、线缺陷（位错）
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一、什么是晶体缺陷？
1、实际晶体材料
单晶体:
一块晶体材料，其内部的晶
体位向完全一致时，即整个材料
是一个晶体，这块晶体就称之为“
单晶体”，实用材料中如半导体集
成电路用的单晶硅、专门制造的
晶须和其他一些供研究用的材料。
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多晶体:
实际应用的工程材料中，
哪怕是一块尺寸很小材料，绝
大多数包含着许许多多的小晶
体，每个小晶体的内部，晶格
位向是均匀一致的，而各个小
晶体之间，彼此的位向却不相
同。称这种由多个小晶体组成
的晶体结构称之为“多晶体”。
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晶粒：多晶体材料中每个小晶体的
外形多为不规则的颗粒状，通常把
它们叫做“晶粒”。
晶界：
晶粒与晶粒之间的分界面叫“晶粒间
界”，或简称“晶界”。为了适应两晶
粒间不同晶格位向的过渡，在晶界
处的原子排列总是不规则的。
伪各向同性：多晶体材料中，尽管每个晶粒内部象单晶体那样
呈现各向异性，每个晶粒在空间取向是随机分布，大量晶粒的
综合作用，整个材料宏观上不出现各向异性，这个现象称为多
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晶体的伪各向同性。
2、晶体缺陷
•即使在每个晶粒的内部，也并不完全象晶体学中论述的(理
想晶体)那样，原子完全呈现周期性的规则重复的排列。
•把实际晶体中原子排列与理想晶体的差别称为晶体缺陷。
•晶体中的缺陷的数量相当大，但因原子的数量很多，在晶
体中占有的比例还是很少，材料总体具有晶体的相关性能特
点，而缺陷的数量将给材料的性能带来巨大的影响。
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如果缺陷数量得到控制，有时对材料是有用的:
•比如，纯铁的抗拉强度仅15MPa，但在添加0.4%的
碳原子后就变成了钢，即每50个铁原子仅有一个碳
原子，其抗拉强度就可提高到几百MPa;
•100万个硅原子中仅掺杂2个磷原子，其半导体的电导
率就可以提高500万倍
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根据缺陷的空间的几何构象分类：
1.点缺陷在三维空间各方向上尺寸都很小，在原子尺寸大
小的晶体缺陷。
2.线缺陷在三维空间的一个方向上的尺寸很大(晶粒数量
级)，另外两个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体
缺陷。其具体形式就是晶体中的位错Dislocation
3.面缺陷在三维空间的两个方向上的尺寸很大(晶粒数量
级)，另外一个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体
缺陷。
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