晶界是个缺陷密集的过渡区.ppt

§5-3 §5-3 面缺陷与体缺陷面缺陷与体缺陷 一、层错一、层错 层层错错是是在在密密排排晶晶体体中中原原子子面面的的堆堆垛垛顺顺序序出出现现反反常常所所造造成成的的面面缺缺陷陷前前面面讨讨论论晶体的密堆积方式时得到：晶体的密堆积方式时得到： （（1））fcc晶晶体体在在平平行行于于{111}面面的的原原子子排列顺序是排列顺序是ABCABCABC…… （（2））hcp晶晶体体在在平平行行于于{0001}面面的的原原子排列顺序是子排列顺序是ABABAB…… 若若使使堆堆垛垛顺顺序序发发生生局局部部变变化化，，形形成成如如下下几种新结构：几种新结构：（（1 1）外层错：插入一密排层，形成）外层错：插入一密排层，形成 ABCABCAB(A)AB(A)C CABC……ABC……2 2））内层错：抽去一密排层，形成内层错：抽去一密排层，形成 ABCA ABCABCBCBCBCABC……ABC……3 3））孪生：对称密排层，形成孪生：对称密排层，形成 ABCABCAB ABCABCABC CA AC CBACBA……BACBA……。

 堆堆垛垛层层错错并并不不改改变变原原子子最最近近邻邻的的关关系系，，只只产产生生次次近近邻邻的的错错排排，，而而且且几几乎乎不不产产生生畸变，所以是一种畸变，所以是一种低能量的面缺陷低能量的面缺陷 除除密密堆堆积积结结构构外外，，其其它它类类型型的的晶晶体体也也可可能能出出现现层层错错，，如如金金刚刚石石结结构构和和闪闪锌锌矿矿结结构构的的{111}{111}面面在在外外延延生生长长过过程程中中，，将将可可能能出现层错出现层错 二、晶界二、晶界 多晶是由许多小晶粒组成，晶粒与晶多晶是由许多小晶粒组成，晶粒与晶粒的交界区域称为粒的交界区域称为晶界晶界晶界的特点晶界的特点l (1) 晶界是个缺陷密集的过渡区，晶界是个缺陷密集的过渡区，l 晶界是扩散的快通道；晶界是扩散的快通道；l（（2）晶界是杂质的富集区；）晶界是杂质的富集区；l（（3）晶界可形成离子的聚集或吸附，）晶界可形成离子的聚集或吸附，l 形成对载流子运动的势垒或势阱；形成对载流子运动的势垒或势阱；l（（4）晶界能量较高晶界能量较高 小角晶界小角晶界 晶界结构和性质与相邻晶粒的取向差晶界结构和性质与相邻晶粒的取向差有关。

有关 当取向差小于当取向差小于1010˚时，晶界称为时，晶界称为小角晶小角晶界界；； 当取向大于当取向大于1010˚时晶界称为时晶界称为大角晶界大角晶界 实际的多晶材料一般都是大角晶界，实际的多晶材料一般都是大角晶界，但晶粒内部的亚晶界则是小角晶界但晶粒内部的亚晶界则是小角晶界 小角晶界三、体缺陷三、体缺陷 在体缺陷中比较重要的是在体缺陷中比较重要的是包裹体包裹体 包裹体是晶体生长过程中所捕获的夹杂物包裹体是晶体生长过程中所捕获的夹杂物气孔也可以认为是一种包裹体气孔也可以认为是一种包裹体 包裹体包裹体严重影响晶体性质，如造成光散射，严重影响晶体性质，如造成光散射，或吸收强光引起发热从而影响晶体的强度或吸收强光引起发热从而影响晶体的强度 由于包裹体的热膨胀系数一般与晶体不同，由于包裹体的热膨胀系数一般与晶体不同，在单晶体生长的冷却过程中会产生体内应力，在单晶体生长的冷却过程中会产生体内应力，造成大量位错的形成造成大量位错的形成透明陶瓷研究透明陶瓷研究透明陶瓷研究透明陶瓷研究• 目前制备的透明陶瓷透过率目前制备的透明陶瓷透过率>70%。