1、達(dá)達(dá)編制2010 達(dá)達(dá)編 NUMPAGES 40- PAGE 40 金相組織必懂幾個(gè)定義達(dá)編制定義：金相/金相組織晶體單晶體多晶體晶粒晶胞晶面晶界晶向金屬鍵金相及金金相組織織定義所謂“相相”就是是合金中中具有同同一化學(xué)學(xué)成分、同一結(jié)結(jié)構(gòu)和同同一原子子聚集狀狀態(tài)的均均勻部分分。不同同相之間間有明顯顯的界面面分開。合金的的性能一一般都是是由組成成合金的的各相本本身的結(jié)結(jié)構(gòu)性能能和各相相的組合合情況決決定的。合金中中的相結(jié)結(jié)構(gòu)大致致可分為為固溶體體和化合合物兩大大基本類類型。 所謂謂“金相相”就是是金屬或或合金的的相結(jié)構(gòu)構(gòu)。金相是指指金屬或或合金的的內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)，即即金屬或或合金的的化學(xué)成成分以及及各

2、種成成分在合合金內(nèi)部部的物理理狀態(tài)和和化學(xué)狀狀態(tài)。金金相組織織是反映映金屬金金相的具具體形態(tài)態(tài)，如馬馬氏體，奧氏體體，鐵素素體，珠珠光體等等等。廣廣義的金金相組織織是指兩兩種或兩兩種以上上的物質(zhì)質(zhì)在微觀觀狀態(tài)下下的混合合狀態(tài)以以及相互互作用狀狀況。金屬材料料的顯微微組織直直接影響響到機(jī)械械零件的的性能和和使用壽壽命，金金相分析析是控制制機(jī)械零零件內(nèi)在在質(zhì)量的的重要手手段。在在新材料料，新工工藝，新新產(chǎn)品的的研究開開發(fā)中，在提高高金屬制制品內(nèi)在在質(zhì)量的的科研中中，都離離不開金金相技術(shù)術(shù)分析。 金相相檢驗(yàn)（或者說說金相分分析） 是應(yīng)用用金相學(xué)學(xué)方法檢檢查金屬屬材料的的宏觀和和顯微組組織的工工作。

3、金相相學(xué)：狹狹義的金金屬學(xué)，也就是是研究合合金相圖圖，用肉肉眼觀察察，在放放大鏡和和顯微鏡鏡的幫助助下，研研究金屬屬和合金金的組織織和相變變的學(xué)科科。 金屬屬學(xué) 研究成成分、組組織結(jié)構(gòu)構(gòu)及其變變化，以以及加工工和熱處處理工藝藝等對(duì)金金屬、合合金性能能的影響響和它們們之間相相互關(guān)系系的學(xué)科科。狹義的金金相圖片片是將金金屬試樣樣進(jìn)行切切割、鑲鑲嵌、磨磨光、拋拋光、腐腐蝕處理理后,使使金屬顯顯露出它它的晶粒粒、晶界界、缺陷陷、夾雜雜等微觀觀晶體結(jié)結(jié)構(gòu)，并并在OMM（光學(xué)學(xué)顯微鏡鏡）下進(jìn)進(jìn)行顯微微攝像得得到的圖圖片。它它的放大大倍數(shù)一一般最高高達(dá)到220000倍。 現(xiàn)在的的很多金金相也通通過SEEM（

4、掃掃描電子子顯微鏡鏡）、TTEM（透射電電子顯微微鏡）來來直接獲獲得。他他們主要要用來觀觀察材料料的位錯(cuò)錯(cuò)（能看看到清晰晰的位錯(cuò)錯(cuò)線），放大倍倍數(shù)一般般為50000到到300000倍倍。更精密的的儀器是是STMM（掃描描隧道顯顯微鏡），它的的放大倍倍數(shù)可以以達(dá)到原原子級(jí)別別，也就就是納米米級(jí)，主主要用來來計(jì)算材材料的晶晶粒度。（晶粒粒度即晶晶粒的平平均尺寸寸。）晶體晶體即是是內(nèi)部質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在三三維空間間呈周期期性重復(fù)復(fù)排列的的固體。晶體有三三個(gè)特征征(11)晶體體有整齊齊規(guī)則的的幾何外外形； (22)晶體體有固定定的熔點(diǎn)點(diǎn)，在熔熔化過程程中，溫溫度始終終保持不不變；晶體(33)晶體體有各向向異性的

5、的特點(diǎn)。 固態(tài)態(tài)物質(zhì)有有晶體與與非晶態(tài)態(tài)物質(zhì)(無定形形固體)之分，而無定定形固體體不具有有上述特特點(diǎn)。 晶體體是內(nèi)部部質(zhì)點(diǎn)在在三維空空間成周周期性重重復(fù)排列列的固體體，具有有長(zhǎng)程有有序，并并成周期期性重復(fù)復(fù)排列。 非晶晶體是內(nèi)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)在三維維空間不不成周期期性重復(fù)復(fù)排列的的固體，具有近近程有序序，但不不具有長(zhǎng)長(zhǎng)程有序序。如玻玻璃。外外形為無無規(guī)則形形狀的固固體。 合成鉍單單晶晶體的共共性 1、長(zhǎng)程有有序：晶晶體內(nèi)部部原子在在至少在在微米級(jí)級(jí)范圍內(nèi)內(nèi)的規(guī)則則排列。 2、均勻性性：晶體體內(nèi)部各各個(gè)部分分的宏觀觀性質(zhì)是是相同的的。 3、各向異異性：晶晶體中不不同的方方向上具具有不同同的物理理性質(zhì)。

6、 4、對(duì)稱性性：晶體體的理想想外形和和晶體內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)都具有有特定的的對(duì)稱性性。 5、自限性性：晶體體具有自自發(fā)地形形成封閉閉幾何多多面體的的特性。 6、解理性性：晶體體具有沿沿某些確確定方位位的晶面面劈裂的的性質(zhì)。 7、最小內(nèi)內(nèi)能：成成型晶體體內(nèi)能最最小。 8、晶面角角守恒：屬于同同種晶體體的兩個(gè)個(gè)對(duì)應(yīng)晶晶面之間間的夾角角恒定不不變。 晶體組成成組成成晶體的的結(jié)構(gòu)微微粒(分分子、原原子、離離子)在在空間有有規(guī)則地地排列在在一定的的點(diǎn)上，這些點(diǎn)點(diǎn)群有一一定的幾幾何形狀狀，叫做做晶格。排有結(jié)結(jié)構(gòu)粒子子的那些些點(diǎn)叫做做晶格的的結(jié)點(diǎn)。金剛石石、石墨墨、食鹽鹽的晶體體模型，實(shí)際上上是它們們的晶格格模型

7、。 晶體體按其結(jié)結(jié)構(gòu)粒子子和作用用力的不不同可分分為四類類：離子子晶體、原子晶晶體、分分子晶體體和金屬屬晶體。 固體體可分為為晶體、非晶體體和準(zhǔn)晶晶體三大大類。 具有有整齊規(guī)規(guī)則的幾幾何外形形、固定定熔點(diǎn)和和各向異異性的固固態(tài)物質(zhì)質(zhì)，是物物質(zhì)存在在的一種種基本形形式。固固態(tài)物質(zhì)質(zhì)是否為為晶體，一般可可由X射射線衍射射法予以以鑒定。 晶體體內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)中的的質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、分子)有規(guī)則則地在三三維空間間呈周期期性重復(fù)復(fù)排列，組成一一定形式式的晶格格，外形形上表現(xiàn)現(xiàn)為一定定形狀的的幾何多多面體。組成某某種幾何何多面體體的平面面稱為晶晶面，由由于生長(zhǎng)長(zhǎng)的條件件不同，晶體在在外形上上可能有有些歪斜斜，

8、但同同種晶體體晶面間間夾角(晶面角角)是一一定的，稱為晶晶面角不不變?cè)砝怼?晶體體按其內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)可分為為七大晶晶系和114種晶晶格類型型。晶體體都有一一定的對(duì)對(duì)稱性，有322種對(duì)稱稱元素系系，對(duì)應(yīng)應(yīng)的對(duì)稱稱動(dòng)作群群稱做晶晶體系點(diǎn)點(diǎn)群。按按照內(nèi)部部質(zhì)點(diǎn)間間作用力力性質(zhì)不不同，晶晶體可分分為離子子晶體、原子晶晶體、分分子晶體體、金屬屬晶體等等四大典典型晶體體，如食食鹽、金金剛石、干冰和和各種金金屬等。同一晶晶體也有有單晶和和多晶(或粉晶晶)的區(qū)區(qū)別。在在實(shí)際中中還存在在混合型型晶體。 晶體說到晶體體，還得得從結(jié)晶晶談起。大家知知道，所所有物質(zhì)質(zhì)都是由由原子或或分子構(gòu)構(gòu)成的。眾所周周知，物物質(zhì)有

9、三三種聚集集形態(tài)：氣體、液體和和固體。但是，你知道道根據(jù)其其內(nèi)部構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)點(diǎn)，固體體又可分分為幾類類嗎？研研究表明明，固體體可分為為晶體、非晶體體和準(zhǔn)晶晶體三大大類。 幾何形狀狀晶體體通常呈呈現(xiàn)規(guī)則則的幾何何形狀，就像有有人特意意加工出出來的一一樣。其其內(nèi)部原原子的排排列十分分規(guī)整嚴(yán)嚴(yán)格，比比士兵的的方陣還還要整齊齊得多。如果把把晶體中中任意一一個(gè)原子子沿某一一方向平平移一定定距離，必能找找到一個(gè)個(gè)同樣的的原子。而玻璃璃、珍珠珠、瀝青青、塑料料等非晶晶體，內(nèi)內(nèi)部原子子的排列列則是雜雜亂無章章的。準(zhǔn)準(zhǔn)晶體是是最近發(fā)發(fā)現(xiàn)的一一類新物物質(zhì)，其其內(nèi)部排排列既不不同于晶晶體，也也不同于于非晶體體。 究竟

10、竟什么樣樣的物質(zhì)質(zhì)才能算算作晶體體呢？首首先，除除液晶外外，晶體體一般是是固體形形態(tài) 。其次，組成物物質(zhì)的原原子、分分子或離離子具有有規(guī)律、周期性性的排列列，這樣樣的物質(zhì)質(zhì)就是晶晶體。 但僅僅從外觀觀上，用用肉眼很很難區(qū)分分晶體、非晶體體與準(zhǔn)晶晶體。那那么，如如何才能能快速鑒鑒定出它它們呢？一種最最常用的的技術(shù)是是X光技技術(shù)。用用X光對(duì)對(duì)固體進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)分析，你很快快就會(huì)發(fā)發(fā)現(xiàn)，晶晶體和非非晶體、準(zhǔn)晶體體是截然然不同的的三類固固體。 晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)為了了描述晶晶體的結(jié)結(jié)構(gòu)，我我們把構(gòu)構(gòu)成晶體體的原子子當(dāng)成一一個(gè)點(diǎn)，再用假假想的線線段將這這些代表表原子的的各點(diǎn)連連接起來來，就繪繪成了像像圖中所所表示

11、的的格架式式空間結(jié)結(jié)構(gòu)。這這種用來來描述原原子在晶晶體中排排列的幾幾何空間間格架，稱為晶晶格。由由于晶體體中原子子的排列列是有規(guī)規(guī)律的，可以從從晶格中中拿出一一個(gè)完全全能夠表表達(dá)晶格格結(jié)構(gòu)的的最小單單元，這這個(gè)最小小單元就就叫作晶晶胞。許許多取向向相同的的晶胞組組成晶粒粒，由取取向不同同的晶粒粒組成的的物體，叫做多多晶體，而單晶晶體內(nèi)所所有的晶晶胞取向向完全一一致，常常見的單單晶如單單晶硅、單晶石石英。大大家最常常見到的的一般是是多晶體體。 由于于物質(zhì)內(nèi)內(nèi)部原子子排列的的明顯差差異，導(dǎo)導(dǎo)致了晶晶體與非非晶體物物理化學(xué)學(xué)性質(zhì)的的巨大差差異。例例如，晶晶體有固固定的熔熔點(diǎn)，當(dāng)當(dāng)溫度高高到某一一溫度

12、便便立即熔熔化；而而玻璃及及其它非非晶體則則沒有固固定的熔熔點(diǎn)，從從軟化到到熔化是是一個(gè)較較大的溫溫度范圍圍。 我們們吃的鹽鹽是氯化化鈉的結(jié)結(jié)晶，味味精是谷谷氨酸鈉鈉的結(jié)晶晶，冬天天窗戶玻玻璃上的的冰花和和天上飄飄下的雪雪花，是是水的結(jié)結(jié)晶。我我們可以以這樣說說：“熠熠熠閃光光的不一一定是晶晶體，樸樸實(shí)無華華、不能能閃光的的未必就就不是晶晶體”。不是嗎嗎？每家家廚房中中常見的的砂糖、堿是晶晶體，每每個(gè)人身身上的牙牙齒、骨骨骼是晶晶體，工工業(yè)中的的礦物巖巖石是晶晶體，日日常見到到的各種種金屬及及合金制制品也屬屬晶體，就連地地上的泥泥土砂石石都是晶晶體。我我們身邊邊的固體體物質(zhì)中中，除了了常被我我

13、們誤以以為是晶晶體的玻玻璃、松松香、琥琥珀、珍珍珠等之之外，幾幾乎都是是晶體。晶體離離我們并并不遙遠(yuǎn)遠(yuǎn)，它就就在我們們的日常常生活中中。 晶體組成晶體體的結(jié)構(gòu)構(gòu)粒子（分子、原子、離子）在三維維空間有有規(guī)則地地排列在在一定的的點(diǎn)上，這些點(diǎn)點(diǎn)周期性性地構(gòu)成成有一定定幾何形形狀的無無限格子子，叫做做晶格。按照晶晶體的現(xiàn)現(xiàn)代點(diǎn)陣陣?yán)碚摚瑯?gòu)成晶晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)的原子子、分子子或離子子都能抽抽象為幾幾何學(xué)上上的點(diǎn)。這些沒沒有大小小、沒有有質(zhì)量、不可分分辨的點(diǎn)點(diǎn)在空間間排布形形成的圖圖形叫做做點(diǎn)陣，以此表表示晶體體中結(jié)構(gòu)構(gòu)粒子的的排布規(guī)規(guī)律。構(gòu)構(gòu)成點(diǎn)陣陣的點(diǎn)叫叫做陣點(diǎn)點(diǎn)，陣點(diǎn)點(diǎn)代表的的化學(xué)內(nèi)內(nèi)容叫做做結(jié)構(gòu)基基元。

14、因因此，晶晶格也可可以看成成點(diǎn)陣上上的點(diǎn)所所構(gòu)成的的點(diǎn)群集集合。對(duì)對(duì)于一個(gè)個(gè)確定的的空間點(diǎn)點(diǎn)陣，可可以按選選擇的向向量將它它劃分成成很多平平行六面面體，每每個(gè)平行行六面體體叫一個(gè)個(gè)單位，并以對(duì)對(duì)稱性高高、體積積小、含含點(diǎn)陣點(diǎn)點(diǎn)少的單單位為其其正當(dāng)格格子。晶晶格就是是由這些些格子周周期性地地?zé)o限延延伸而成成的?？湛臻g正當(dāng)當(dāng)格子只只有7種種形狀（對(duì)應(yīng)于于7個(gè)晶晶系），14種種型式它它們是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單立方方、體心心立方、面心立立方；簡(jiǎn)簡(jiǎn)單三方方；簡(jiǎn)單單六方；簡(jiǎn)單四四方、體體心四方方；簡(jiǎn)單單正交、底心正正交、體體心正交交、面心心正交；簡(jiǎn)單單單斜、底底心單斜斜；簡(jiǎn)單單三斜格格子等。晶格的的強(qiáng)度由由晶格能能（或

15、稱稱點(diǎn)）。 類別實(shí)例例1立立方晶系系 鉆石石 明礬礬 金 鐵 鉛鉛 2正正方晶系系 錫 金紅石石 白鎢鎢石 3斜斜方晶系系 硫 碘 硝硝酸銀 4單單斜晶系系 硼砂砂 蔗糖糖 石膏膏 5三三斜晶系系 硫酸酸銅 硼硼酸 6三三方（菱菱形）晶晶系 砷砷 水晶晶 冰 石墨 7六六方晶系系 鎂 鋅 鈹鈹 鎘 鈣 晶體晶體體是原子子、離子子或分子子按照一一定的周周期性在在空間排排列形成成在結(jié)晶晶過程中中形成具具有一定定規(guī)則的的幾何外外形的固固體。晶晶體通常常呈現(xiàn)規(guī)規(guī)則的幾幾何形狀狀，就像像有人特特意加工工出來的的一樣。其內(nèi)部部原子的的排列十十分規(guī)整整嚴(yán)格，比士兵兵的方陣陣還要整整齊得多多。如果果把晶體體中

16、任意意一個(gè)原原子沿某某一方向向平移一一定距離離，必能能找到一一個(gè)同樣樣的原子子。而玻玻璃、珍珍珠、瀝瀝青、塑塑料等非非晶體，內(nèi)部原原子的排排列則是是雜亂無無章的。準(zhǔn)晶體體是最近近發(fā)現(xiàn)的的一類新新物質(zhì)，其內(nèi)部部排列既既不同于于晶體，也不同同于非晶晶體。 晶體體按其結(jié)結(jié)構(gòu)粒子子和作用用力的不不同可分分為四類類：離子子晶體、原子晶晶體、分分子晶體體和金屬屬晶體。固體可可分為晶晶體、非非晶體和和準(zhǔn)晶體體三大類類。 具具有整齊齊規(guī)則的的幾何外外形、固固定熔點(diǎn)點(diǎn)和各向向異性的的固態(tài)物物質(zhì)，是是物質(zhì)存存在的一一種基本本形式。固態(tài)物物質(zhì)是否否為晶體體，一般般可由XX射線衍衍射法予予以鑒定定。 晶體體內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)

17、中的的質(zhì)點(diǎn)(原子、離子、分子)有規(guī)則則地在三三維空間間呈周期期性重復(fù)復(fù)排列，組成一一定形式式的晶格格，外形形上表現(xiàn)現(xiàn)為一定定形狀的的幾何多多面體。組成某某種幾何何多面體體的平面面稱為晶晶面，由由于生長(zhǎng)長(zhǎng)的條件件不同，晶體在在外形上上可能有有些歪斜斜，但同同種晶體體晶面間間夾角(晶面角角)是一一定的，稱為晶晶面角不不變?cè)砝怼?晶體體按其內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)可分為為七大晶晶系和114種晶晶格類型型。晶體體都有一一定的對(duì)對(duì)稱性，有322種對(duì)稱稱元素系系，對(duì)應(yīng)應(yīng)的對(duì)稱稱動(dòng)作群群稱做晶晶體系點(diǎn)點(diǎn)群。按按照內(nèi)部部質(zhì)點(diǎn)間間作用力力性質(zhì)不不同，晶晶體可分分為離子子晶體、原子晶晶體、分分子晶體體、金屬屬晶體等等四大典

18、典型晶體體，如食食鹽、金金剛石、干冰和和各種金金屬等。同一晶晶體也有有單晶和和多晶(或粉晶晶)的區(qū)區(qū)別。在在實(shí)際中中還存在在混合型型晶體。 說到到晶體，還得從從結(jié)晶談?wù)勂?。大大家知道道，所有有物質(zhì)都都是由原原子或分分子構(gòu)成成的。眾眾所周知知，物質(zhì)質(zhì)有三種種聚集形形態(tài)：氣氣體、液液體和固固體。研研究表明明，固體體可分為為晶體、非晶體體和準(zhǔn)晶晶體三大大類。 究竟竟什么樣樣的物質(zhì)質(zhì)才能算算作晶體體呢？首首先，除除液晶外外，晶體體一般是是固體形形態(tài)。其其次，組組成物質(zhì)質(zhì)的原子子、分子子或離子子具有規(guī)規(guī)律、周周期性的的排列，這樣的的物質(zhì)就就是晶體體。但僅僅從外觀觀上，用用肉眼很很難區(qū)分分晶體、非晶體體與

19、準(zhǔn)晶晶體。那那么，如如何才能能快速鑒鑒定出它它們呢？一種最最常用的的技術(shù)是是X光技技術(shù)。用用X光對(duì)對(duì)固體進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)分析，你很快快就會(huì)發(fā)發(fā)現(xiàn)，晶晶體和非非晶體、準(zhǔn)晶體體是截然然不同的的三類固固體。 晶體為了了描述晶晶體的結(jié)結(jié)構(gòu)，把把構(gòu)成晶晶體的原原子當(dāng)成成一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)，再用用假想的的線段將將這些代代表原子子的各點(diǎn)點(diǎn)連接起起來，就就繪成了了所表示示的格架架式空間間結(jié)構(gòu)。這種用用來描述述原子在在晶體中中排列的的幾何空空間格架架，稱為為晶格。由于晶晶體中原原子的排排列是有有規(guī)律的的，可以以從晶格格中拿出出一個(gè)完完全能夠夠表達(dá)晶晶格結(jié)構(gòu)構(gòu)的最小小單元，這個(gè)最最小單元元就叫作作晶胞。許多取取向相同同的晶胞胞

20、組成晶晶粒，由由取向不不同的晶晶粒組成成的物體體，叫做做多晶體體，而單單晶體內(nèi)內(nèi)所有的的晶胞取取向完全全一致，常見的的單晶如如單晶硅硅、單晶晶石英。大家最最常見到到的一般般是多晶晶體。 由于于物質(zhì)內(nèi)內(nèi)部原子子排列的的明顯差差異，導(dǎo)導(dǎo)致了晶晶體與非非晶體物物理化學(xué)學(xué)性質(zhì)的的巨大差差異。例例如，晶晶體有固固定的熔熔點(diǎn)，當(dāng)當(dāng)溫度高高到某一一溫度便便立即熔熔化；而而玻璃及及其它非非晶體則則沒有固固定的熔熔點(diǎn)，從從軟化到到熔化是是一個(gè)較較大的溫溫度范圍圍。 吃的的鹽是氯氯化鈉的的結(jié)晶，味精是是谷氨酸酸鈉的結(jié)結(jié)晶，冬冬天窗戶戶玻璃上上的冰花花和天上上飄下的的雪花，是水的的結(jié)晶?？梢赃@這樣說：“熠熠熠閃光的

21、的不一定定是晶體體，樸實(shí)實(shí)無華、不能閃閃光的未未必就不不是晶體體”。廚廚房中常常見的砂砂糖、堿堿是晶體體，每個(gè)個(gè)人身上上的牙齒齒、骨骼骼是晶體體，工業(yè)業(yè)中的礦礦物巖石石是晶體體，日常常見到的的各種金金屬及合合金制品品也屬晶晶體，就就連地上上的泥土土砂石都都是晶體體。我們們身邊的的固體物物質(zhì)中，除了常常被我們們誤以為為是晶體體的玻璃璃、松香香、琥珀珀、珍珠珠等之外外，幾乎乎都是非非晶體。晶體離離我們并并不遙遠(yuǎn)遠(yuǎn)，它就就在日常常生活中中。 組成成晶體的的結(jié)構(gòu)粒粒子（分分子、原原子、離離子）在在三維空空間有規(guī)規(guī)則地排排列在一一定的點(diǎn)點(diǎn)上，這這些點(diǎn)周周期性地地構(gòu)成有有一定幾幾何形狀狀的無限限格子，叫做

22、晶晶格。按按照晶體體的現(xiàn)代代點(diǎn)陣?yán)砝碚?，?gòu)構(gòu)成晶體體結(jié)構(gòu)的的原子、分子或或離子都都能抽象象為幾何何學(xué)上的的點(diǎn)。這這些沒有有大小、沒有質(zhì)質(zhì)量、不不可分辨辨的點(diǎn)在在空間排排布形成成的圖形形叫做點(diǎn)點(diǎn)陣，以以此表示示晶體中中結(jié)構(gòu)粒粒子的排排布規(guī)律律。構(gòu)成成點(diǎn)陣的的點(diǎn)叫做做陣點(diǎn)，陣點(diǎn)代代表的化化學(xué)內(nèi)容容叫做結(jié)結(jié)構(gòu)基元元。因此此，晶格格也可以以看成點(diǎn)點(diǎn)陣上的的點(diǎn)所構(gòu)構(gòu)成的點(diǎn)點(diǎn)群集合合。對(duì)于于一個(gè)確確定的空空間點(diǎn)陣陣，可以以按選擇擇的向量量將它劃劃分成很很多平行行六面體體，每個(gè)個(gè)平行六六面體叫叫一個(gè)單單位，并并以對(duì)稱稱性高、體積小小、含點(diǎn)點(diǎn)陣點(diǎn)少少的單位位為其正正當(dāng)格子子。晶格格就是由由這些格格子周期期性地

23、無無限延伸伸而成的的?？臻g間正當(dāng)格格子只有有7種形形狀（對(duì)對(duì)應(yīng)于77個(gè)晶系系），114種型型式。它它們是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單立方方、體心心立方、面心立立方；簡(jiǎn)簡(jiǎn)單三方方；簡(jiǎn)單單六方；簡(jiǎn)單四四方、體體心四方方；簡(jiǎn)單單正交、底心正正交、體體心正交交、面心心正交；簡(jiǎn)單單單斜、底底心單斜斜；簡(jiǎn)單單三斜格格子等。晶格的的強(qiáng)度由由晶格能能（或稱稱點(diǎn)）。 晶體體的分布布非常廣廣泛，自自然界的的固體物物質(zhì)中，絕大多多數(shù)是晶晶體。氣氣體、液液體和非非晶物質(zhì)質(zhì)在一定定的合適適條件下下也可以以轉(zhuǎn)變成成晶體。 晶體1、自限性性：晶體體具有自自發(fā)形成成幾何多多面體形形態(tài)的性性質(zhì)，這這種性質(zhì)質(zhì)成為自自限性。 2、均一性性和異向向性：因

24、因?yàn)榫w體是具有有格子構(gòu)構(gòu)造的固固體，同同一晶體體的各個(gè)個(gè)部分質(zhì)質(zhì)點(diǎn)分布布是相同同的，所所以同一一晶體的的各個(gè)部部分的性性質(zhì)是相相同的，此即晶晶體的均均一性；同一晶晶體格子子中，在在不同的的方向上上質(zhì)點(diǎn)的的排列一一般是不不相同的的，晶體體的性質(zhì)質(zhì)也隨方方向的不不同而有有所差異異，此即即晶體的的異向性性。 3、最小內(nèi)內(nèi)能與穩(wěn)穩(wěn)定性：晶體與與同種物物質(zhì)的非非晶體、液體、氣體比比較，具具有最小小內(nèi)能。晶體是是具有格格子構(gòu)造造的固體體，其內(nèi)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)作規(guī)律律排列。這種規(guī)規(guī)律排列列的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)間的引引力與斥斥力達(dá)到到平衡，使晶體體的各個(gè)個(gè)部分處處于位能能最低的的結(jié)果。 結(jié)晶 結(jié)晶晶分兩種種，一種種是

25、降溫溫結(jié)晶，另一種種是蒸發(fā)發(fā)結(jié)晶。 降溫溫結(jié)晶：首先加加熱溶液液，蒸發(fā)發(fā)溶劑成成飽和溶溶液，此此時(shí)降低低熱飽和和溶液的的溫度，溶解度度隨溫度度變化較較大的溶溶質(zhì)就會(huì)會(huì)呈晶體體析出，叫降溫溫結(jié)晶。 蒸發(fā)發(fā)結(jié)晶：蒸發(fā)溶溶劑，使使溶液由由不飽和和變?yōu)轱栵柡?，繼繼續(xù)蒸發(fā)發(fā)，過剩剩的溶質(zhì)質(zhì)就會(huì)呈呈晶體析析出，叫叫蒸發(fā)結(jié)結(jié)晶。 常見見的晶體體有萘，海波，冰，各各種金屬屬。 晶體1、長(zhǎng)程有有序：晶晶體內(nèi)部部原子在在至少在在微米級(jí)級(jí)范圍內(nèi)內(nèi)的規(guī)則則排列。 2、均勻性性：晶體體內(nèi)部各各個(gè)部分分的宏觀觀性質(zhì)是是相同的的。 3、各向異異性：晶晶體中不不同的方方向上具具有不同同的物理理性質(zhì)。 4、對(duì)稱性性：晶體體的理

26、想想外形和和晶體內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)都具有有特定的的對(duì)稱性性。 5、自限性性：晶體體具有自自發(fā)地形形成封閉閉幾何多多面體的的特性。 6、解理性性：晶體體具有沿沿某些確確定方位位的晶面面劈裂的的性質(zhì)。 7、最小內(nèi)內(nèi)能：成成型晶體體內(nèi)能最最小。 8、晶面角角守恒：屬于同同種晶體體的兩個(gè)個(gè)對(duì)應(yīng)晶晶面之間間的夾角角恒定不不變。 組成成晶體的的結(jié)構(gòu)微微粒(分分子、原原子、離離子)在在空間有有規(guī)則地地排列在在一定的的點(diǎn)上，這些點(diǎn)點(diǎn)群有一一定的幾幾何形狀狀，叫做做晶格。排有結(jié)結(jié)構(gòu)粒子子的那些些點(diǎn)叫做做晶格的的結(jié)點(diǎn)。金剛石石、石墨墨、食鹽鹽的晶體體模型，實(shí)際上上是它們們的晶格格模型。 晶體晶體體的一些些性質(zhì)取取決于將

27、將分子聯(lián)聯(lián)結(jié)成固固體的結(jié)結(jié)合力。這些力力通常涉涉及原子子或分子子的最外外層的電電子（或或稱價(jià)電電子）的的相互作作用。如如果結(jié)合合力強(qiáng)，晶體有有較高的的熔點(diǎn)。如果它它們稍弱弱一些，晶體將將有較低低的熔點(diǎn)點(diǎn)，也可可能較易易彎曲和和變形。如果它它們很弱弱，晶體體只能在在很低溫溫度下形形成，此此時(shí)分子子可利用用的能量量不多。 有四四種主要要的晶體體鍵。離離子晶體體由正離離子和負(fù)負(fù)離子構(gòu)構(gòu)成，靠靠不同電電荷之間間的引力力結(jié)合在在一起。氯化鈉鈉是離子子晶體的的一例。共價(jià)晶晶體的原原子或分分子共享享它們的的價(jià)電子子。鉆石石、鍺和和硅是重重要的共共價(jià)晶體體。金屬屬的原子子變?yōu)殡x離子，被被自由的的價(jià)電子子所包圍

28、圍，它們們能夠容容易地從從一個(gè)原原子運(yùn)動(dòng)動(dòng)到另一一個(gè)原子子。當(dāng)這這些電子子全在同同一方向向運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)，它們們的運(yùn)動(dòng)動(dòng)稱為電電流。分分子晶體體的分子子完全不不分享它它們的電電子。它它們的結(jié)結(jié)合是由由于從分分子的一一端到另另一端電電場(chǎng)有微微小的變變動(dòng)。因因?yàn)檫@個(gè)個(gè)結(jié)合力力很弱，這些晶晶體在很很低的溫溫度下就就熔化。典型的的分子結(jié)結(jié)晶如固固態(tài)氧和和冰。 在離離子，晶晶體中，電子從從一個(gè)原原子轉(zhuǎn)移移到另一一個(gè)原子子。共價(jià)價(jià)晶體的的原子分分享它們們的價(jià)電電子。金金屬原子子的一端端有少量量的負(fù)電電荷，另另一端有有少量的的正電荷荷。一個(gè)個(gè)弱的電電引力使使分子就就位。 用來來制作工工業(yè)用的的晶體的的技術(shù)之之一，

29、是是從熔液液中生長(zhǎng)長(zhǎng)。籽晶晶可用來來促進(jìn)單單晶體的的形成。在這個(gè)個(gè)工序里里，籽晶晶降落到到裝有熔熔融物質(zhì)質(zhì)的容器器中。籽籽晶周圍圍的熔液液冷卻，它的分分子就依依附在籽籽晶上。這些新新的晶體體分子承承接籽晶晶的取向向，形成成了一個(gè)個(gè)大的單單晶體。藍(lán)寶石石和紅寶寶石的基基本成分分是氧化化鋁，它它的熔點(diǎn)點(diǎn)高，制制成一個(gè)個(gè)盛裝它它的熔液液的容器器是困難難的。人人工合成成藍(lán)寶石石和紅寶寶石是用用維爾納納葉法（焰熔法法）制成成，即將將氧化鋁鋁粉和少少量上色色用的鈦鈦、鐵或或鉻粉，通過火火焰下滴滴到籽晶晶上。火火焰將粉粉熔解，然后在在籽晶上上重新結(jié)結(jié)晶。 生長(zhǎng)長(zhǎng)人造鉆鉆石需要要高于116000的溫度度和60

30、00000倍大氣氣壓。人人造鉆石石砂粒小小且黑，它們適適宜工業(yè)業(yè)應(yīng)用。區(qū)域熔熔化過程程用來純純化半導(dǎo)導(dǎo)體工業(yè)業(yè)中的硅硅晶體。一個(gè)單單晶體垂垂直懸掛掛在硅棒棒的頂端端上。在在兩者接接觸處加加熱，棒棒的頂端端熔化，并在單單晶體上上重結(jié)晶晶，然后后將加熱熱處慢慢慢地沿棒棒下移。 晶體晶體體的對(duì)稱稱表現(xiàn)在在晶體中中相等的的晶面，晶棱和和角頂有有規(guī)律的的重復(fù)出出現(xiàn)。這這是由于于它具有有規(guī)律的的格子構(gòu)構(gòu)造。是是其在三三維空間間周期性性重復(fù)的的體現(xiàn)。既晶體體的對(duì)稱稱性不僅僅表現(xiàn)在在外部形形態(tài)上，而且其其內(nèi)部構(gòu)構(gòu)造也同同樣也是是對(duì)稱的的。 鎵, 一一種很容容易結(jié)成成大塊單單晶的金金屬在晶體的的外形以以及其他他

31、宏觀表表現(xiàn)中還還反映了了晶體結(jié)結(jié)構(gòu)的對(duì)對(duì)稱性。晶體的的理想外外形或其其結(jié)構(gòu)都都是對(duì)稱稱圖象。這類圖圖象都能能經(jīng)過不不改變其其中任何何兩點(diǎn)間間距離的的操作後後復(fù)原。這樣的的操作稱稱為對(duì)稱稱操作,平移、旋轉(zhuǎn)、反映和和倒反都都是對(duì)稱稱操作。能使一一個(gè)圖象象復(fù)原的的全部不不等同操操作，形形成一個(gè)個(gè)對(duì)稱操操作群。 在晶晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)中空間間點(diǎn)陣所所代表的的是與平平移有關(guān)關(guān)的對(duì)稱稱性，此此外，還還可以含含有與旋旋轉(zhuǎn)、反反映和倒倒反有關(guān)關(guān)并能在在宏觀上上反映出出來的對(duì)對(duì)稱性，稱為宏宏觀對(duì)稱稱性，它它在晶體體結(jié)構(gòu)中中必須與與空間點(diǎn)點(diǎn)陣共存存，并互互相制約約。制約約的結(jié)果果有二: 晶體結(jié)結(jié)構(gòu)中只只能存在在1、22、

32、3、4和66次對(duì)稱稱軸， 空間點(diǎn)點(diǎn)陣只能能有 114種形形式。nn次對(duì)稱稱軸的基基本旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)操作為為旋轉(zhuǎn)3360/n，因此，晶體能能在外形形和宏觀觀中反映映出來的的軸對(duì)稱稱性也只只限于這這些軸次次。 由于于原子并并不處于于靜止?fàn)顮顟B(tài)，存存在著外外來原子子引起的的點(diǎn)陣畸畸變以及及一定的的缺陷，基本結(jié)結(jié)構(gòu)雖然然仍符合合上述規(guī)規(guī)則性，但絕不不是如設(shè)設(shè)想的那那樣完整整無缺，存在數(shù)數(shù)目不同同的各種種形式的的晶體缺缺陷。另另外還必必須指出出，絕大大多數(shù)工工業(yè)用的的金屬材材料不是是只由一一個(gè)巨大大的單晶晶所構(gòu)成成,而是是由大量量小塊晶晶體組成成,即多多晶體。在整塊塊材料內(nèi)內(nèi)部，每每個(gè)小晶晶體（或或稱晶粒粒）整

33、個(gè)個(gè)由三維維空間界界面與它它的近鄰鄰隔開。這種界界面稱晶晶粒間界界，簡(jiǎn)稱稱晶界。晶界厚厚度約為為兩三個(gè)個(gè)原子。 晶體大多多數(shù)天然然晶體都都是一個(gè)個(gè)原子接接一個(gè)原原子或一一個(gè)分子子接一個(gè)個(gè)分子來來完成的的但是JJillliannBannfieeld和和同事們們發(fā)現(xiàn)了了一些晶晶體，它它們是由由含有成成百上千千個(gè)原子子的“預(yù)預(yù)制”納納米晶體體裝配而而成。據(jù)據(jù)一篇相相關(guān)的研研究評(píng)述述，這種種晶體的的塊生長(zhǎng)長(zhǎng)方式可可能會(huì)對(duì)對(duì)制造用用于光學(xué)學(xué)和電子子設(shè)備(比如激激光或硬硬盤)的的人工材材料有用用。水鐵鐵石（fferrrihyydriite）的天然然的預(yù)制制晶體是是由細(xì)菌菌合成的的，在被被水淹了了的礦的的爛

34、泥里里能找到到，水鐵鐵石靠排排列的納納米晶體體連接起起來而生生長(zhǎng)。這這種生長(zhǎng)長(zhǎng)晶體的的方式引引入特有有的缺陷陷，可能能會(huì)影響響晶體在在以后反反應(yīng)中的的性質(zhì)。 晶體缺陷陷在二二十世紀(jì)紀(jì)初葉，人們?yōu)闉榱颂接懹懳镔|(zhì)的的變化和和性質(zhì)產(chǎn)產(chǎn)生的原原因，紛紛紛從微微觀角度度來研究究晶體內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)，特別別是X射射線衍射射的出現(xiàn)現(xiàn)，揭示示出晶體體內(nèi)部質(zhì)質(zhì)點(diǎn)排列列的規(guī)律律性，認(rèn)認(rèn)為內(nèi)部部質(zhì)點(diǎn)在在三維空空間呈有有序的無無限周期期重復(fù)性性排列，即所謂謂空間點(diǎn)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)構(gòu)學(xué)說。 前面面講到的的都是理理想的晶晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)，實(shí)際際上這種種理想的的晶體結(jié)結(jié)構(gòu)在真真實(shí)的晶晶體中是是不存在在的，事事實(shí)上，無論是是自然界界中存在在的

35、天然然晶體，還是在在實(shí)驗(yàn)室室（或工工廠中）培養(yǎng)的的人工晶晶體或是是陶瓷和和其它硅硅酸鹽制制品中的的晶相，都總是是或多或或少存在在某些缺缺陷，因因?yàn)椋菏资紫染w體在生長(zhǎng)長(zhǎng)過程中中，總是是不可避避免地受受到外界界環(huán)境中中各種復(fù)復(fù)雜因素素不同程程度影響響，不可可能按理理想發(fā)育育，即質(zhì)質(zhì)點(diǎn)排列列不嚴(yán)格格服從空空間格子子規(guī)律，可能存存在空位位、間隙隙離子、位錯(cuò)、鑲嵌結(jié)結(jié)構(gòu)等缺缺陷，外外形可能能不規(guī)則則。另外外，晶體體形成后后，還會(huì)會(huì)受到外外界各種種因素作作用如溫溫度、溶溶解、擠擠壓、扭扭曲等等等。 晶體體缺陷：各種偏偏離晶體體結(jié)構(gòu)中中質(zhì)點(diǎn)周周期重復(fù)復(fù)排列的的因素，嚴(yán)格說說，造成成晶體點(diǎn)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)構(gòu)周期勢(shì)勢(shì)

36、場(chǎng)畸變變的一切切因素。 如晶晶體中進(jìn)進(jìn)入了一一些雜質(zhì)質(zhì)。這些些雜質(zhì)也也會(huì)占據(jù)據(jù)一定的的位置，這樣破破壞了原原質(zhì)點(diǎn)排排列的周周期性，在二十十世紀(jì)中中期，發(fā)發(fā)現(xiàn)晶體體中缺陷陷的存在在，它嚴(yán)嚴(yán)重影響響晶體性性質(zhì)，有有些是決決定性的的，如半半導(dǎo)體導(dǎo)導(dǎo)電性質(zhì)質(zhì)，幾乎乎完全是是由外來來雜質(zhì)原原子和缺缺陷存在在決定的的，許多多離子晶晶體的顏顏色、發(fā)發(fā)光等。另外，固體的的強(qiáng)度，陶瓷、耐火材材料的燒燒結(jié)和固固相反應(yīng)應(yīng)等等均均與缺陷陷有關(guān)，晶體缺缺陷是近近三、四四年國(guó)內(nèi)內(nèi)外科學(xué)學(xué)研究十十分注意意的一個(gè)個(gè)內(nèi)容。 根據(jù)據(jù)缺陷的的作用范范圍把真真實(shí)晶體體缺陷分分四類： 點(diǎn)缺缺陷：在在三維尺尺寸均很很小，只只在某些些位置

37、發(fā)發(fā)生，只只影響鄰鄰近幾個(gè)個(gè)原子。 線缺缺陷：在在二維尺尺寸小，在另一一維尺寸寸大，可可被電鏡鏡觀察到到。 面缺缺陷：在在一維尺尺寸小，在另二二維尺寸寸大，可可被光學(xué)學(xué)顯微鏡鏡觀察到到。 體缺缺陷：在在三維尺尺寸較大大，如鑲鑲嵌塊，沉淀相相，空洞洞，氣泡泡等。 幾點(diǎn)缺陷陷按形形成的原原因不同同分三類類： 1 熱缺陷陷（晶格格位置缺缺陷） 在晶晶體點(diǎn)陣陣的正常常格點(diǎn)位位出現(xiàn)空空位，不不該有質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位位置出現(xiàn)現(xiàn)了質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)（間隙隙質(zhì)點(diǎn)）。 2 組成缺缺陷 外來來質(zhì)點(diǎn)（雜質(zhì)）取代正正常質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)位置或或進(jìn)入正正常結(jié)點(diǎn)點(diǎn)的間隙隙位置。 3 電荷缺缺陷 晶體體中某些些質(zhì)點(diǎn)個(gè)個(gè)別電子子處于激激發(fā)狀態(tài)態(tài)，有的的離開

38、原原來質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，形成成自由電電子，在在原來電電子軌道道上留下下了電子子空穴。 1. 缺陷陷符號(hào)及及缺陷反反應(yīng)方程程式 缺陷陷符號(hào) 以二元元化合物物MX為為例 1） 晶格格空位：正常結(jié)結(jié)點(diǎn)位沒沒有質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，VMM，VXX 2） 間隙隙離子：除正常常結(jié)點(diǎn)位位置外的的位置出出現(xiàn)了質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，MMi ，Xx 3） 錯(cuò)位位離子：M排列列在X位位置，或或X排列列在M位位置上，若處在在正常結(jié)結(jié)點(diǎn)位置置上，則則MM，XX 4） 取代代離子：外來雜雜質(zhì)L進(jìn)進(jìn)入晶體體中，若若取代MM，則LLM，若若取代XX，則LLX，若若占據(jù)間間隙位，則Lii。 5） 自由由電子 e（代表存存在一個(gè)個(gè)負(fù)電荷荷），表示有有效電荷荷。 6）

39、 電子子空穴 h(代表存存在一個(gè)個(gè)正電荷荷)，表示有有效正電電荷 如： 從NNaCll晶體中中取走一一個(gè)Naa+，留留下一個(gè)個(gè)空位 造成電電價(jià)不平平衡，多多出負(fù)一一價(jià) 。相當(dāng)于于取走NNa原子子加一個(gè)個(gè)負(fù)有效效負(fù)電荷荷，e失失去自自由電子子，剩下下位置為為電子空空穴h 7） 復(fù)合合缺陷 同時(shí)時(shí)出現(xiàn)正正負(fù)離子子空位時(shí)時(shí)，形成成復(fù)合缺缺陷，雙雙空位。 VMM+VXX（VVM- VX） 缺陷陷反應(yīng)方方程式 必須須遵守三三個(gè)原則則 1） 位置置平衡反應(yīng)應(yīng)前后位位置數(shù)不不變（相相對(duì)物質(zhì)質(zhì)位置而而言） 2） 質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)平衡反應(yīng)應(yīng)前后質(zhì)質(zhì)量不變變（相對(duì)對(duì)加入物物質(zhì)而言言） 3） 電價(jià)價(jià)平衡反應(yīng)應(yīng)前后呈呈電中性性

40、 例：將CaaCl22引入KKCl中中： 將CCaO引引入ZrrO2中中 注意意：只從從缺陷反反應(yīng)方程程看，只只要符合合三個(gè)平平衡就是是對(duì)的，但實(shí)際際上往往往只有一一種是對(duì)對(duì)的，這這要知道道其它條條件才能能確定哪哪個(gè)缺陷陷反應(yīng)是是正確的的。 確定定（1）式密度度增加，要根據(jù)據(jù)具體實(shí)實(shí)驗(yàn)和計(jì)計(jì)算。 2. 熱缺缺陷（晶晶格位置置缺陷) 只要要晶體的的溫度高高于絕對(duì)對(duì)零度，原子就就要吸收收熱能而而運(yùn)動(dòng)，但由于于固體質(zhì)質(zhì)點(diǎn)是牢牢固結(jié)合合在一起起的，或或者說晶晶體中每每一個(gè)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)必然然受到周周圍質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)結(jié)合力力的限制制而只能能以質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的平衡衡位置為為中心作作微小運(yùn)運(yùn)動(dòng)，振振動(dòng)的幅幅度隨溫溫度升高高

41、而增大大，溫度度越高，平均熱熱能越大大，而相相應(yīng)一定定溫度的的熱能是是指原子子的平均均動(dòng)能，當(dāng)某些些質(zhì)點(diǎn)大大于平均均動(dòng)能就就要離開開平衡位位置，在在原來的的位置上上留下一一個(gè)空位位而形成成缺陷，實(shí)際上上在任何何溫度下下總有少少數(shù)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)擺脫周周圍離子子的束縛縛而離開開原來的的平衡位位置，這這種由于于熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)而產(chǎn)生生的點(diǎn)缺缺陷熱缺陷陷。 熱缺缺陷兩種種基本形形式： a-弗侖克克爾缺陷陷, b-肖特基基缺陷 (11) 弗弗侖克爾爾缺陷 具有有足夠大大能量的的原子（離子）離開平平衡位置置后，擠擠入晶格格間隙中中，形成成間隙原原子離子子），在在原來位位置上留留下空位位。 特點(diǎn)點(diǎn)：空位位與間隙隙粒子成成對(duì)

42、出現(xiàn)現(xiàn)，數(shù)量量相等，晶體體體積不發(fā)發(fā)生變化化。 在晶晶體中弗弗侖克爾爾缺陷的的數(shù)目多多少與晶晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)有很大大關(guān)系，格點(diǎn)位位質(zhì)點(diǎn)要要進(jìn)入間間隙位，間隙必必須要足足夠大，如螢石石（CaaF2）型結(jié)構(gòu)構(gòu)的物質(zhì)質(zhì)空隙較較大，易易形成，而NaaCl型型結(jié)構(gòu)不不易形成成?？偟牡膩碚f，離子晶晶體，共共價(jià)晶體體形成該該缺陷困困難。 (22) 肖肖特基缺缺陷 表面面層原子子獲得較較大能量量，離開開原來格格點(diǎn)位跑跑到表面面外新的的格點(diǎn)位位，原來來位置形形成空位位這樣晶晶格深處處的原子子就依次次填入，結(jié)果表表面上的的空位逐逐漸轉(zhuǎn)移移到內(nèi)部部去。 特點(diǎn)點(diǎn)：體積積增大，對(duì)離子子晶體、正負(fù)離離子空位位成對(duì)出出現(xiàn)，數(shù)數(shù)量

43、相等等。結(jié)構(gòu)構(gòu)致密易易形成肖肖特基缺缺陷。 晶體體熱缺陷陷的存在在對(duì)晶體體性質(zhì)及及一系列列物理化化學(xué)過程程，導(dǎo)電電、擴(kuò)散散、固相相反應(yīng)、燒結(jié)等等產(chǎn)生重重要影響響，適當(dāng)當(dāng)提高溫溫度，可可提高缺缺陷濃度度，有利利于擴(kuò)散散，燒結(jié)結(jié)作用，外加少少量填加加劑也可可提高熱熱缺陷濃濃度，有有些過程程需要最最大限度度避免缺缺陷產(chǎn)生生, 如如單晶生生產(chǎn)，要要非?？炜炖鋮s。 3. 組成成缺陷 主要要是一種種雜質(zhì)缺缺陷，在在原晶體體結(jié)構(gòu)中中進(jìn)入了了雜質(zhì)原原子，它它與固有有原子性性質(zhì)不同同，破壞壞了原子子排列的的周期性性，雜質(zhì)質(zhì)原子在在晶體中中占據(jù)兩兩種位置置（1）填隙位位（2）格點(diǎn)位位 4. 電荷荷缺陷 (Chha

44、rgge ddefeect) 從物物理學(xué)中中固體的的能帶理理論來看看，非金金屬固體體具有價(jià)價(jià)帶，禁禁帶和導(dǎo)導(dǎo)帶，當(dāng)當(dāng)在ORR時(shí)，導(dǎo)導(dǎo)帶全部部完善，價(jià)帶全全部被電電子填滿滿，由于于熱能作作用或其其它能量量傳遞過過程 ，價(jià)帶中中電子得得到一能能量Egg，而被被激發(fā)入入導(dǎo)帶，這時(shí)在在導(dǎo)帶中中存在一一個(gè)電子子，在價(jià)價(jià)帶留一一孔穴，孔穴也也可以導(dǎo)導(dǎo)電，這這樣雖末末破壞原原子排列列的周期期性，在在由于孔孔穴和電電子分別別帶有正正負(fù)電荷荷，在它它們附近近形成一一個(gè)附加加電場(chǎng)，引起周周期勢(shì)場(chǎng)場(chǎng)畸變，造成晶晶體不完完整性稱稱電荷缺缺陷。 例：純半導(dǎo)導(dǎo)體禁帶帶較寬，價(jià)電帶帶電子很很難越過過禁帶進(jìn)進(jìn)入導(dǎo)帶帶，導(dǎo)電電

45、率很低低，為改改善導(dǎo)電電性，可可采用摻摻加雜質(zhì)質(zhì)的辦法法，如在在半導(dǎo)體體硅中摻摻入P和和B，摻摻入一個(gè)個(gè)P，則則與周圍圍Si原原子形成成四對(duì)共共價(jià)鍵，并導(dǎo)出出一個(gè)電電子，叫叫施主型型雜質(zhì)，這個(gè)多多余電子子處于半半束縛狀狀態(tài)，只只須填加加很少能能量，就就能躍遷遷到導(dǎo)帶帶中，它它的能量量狀態(tài)是是在禁帶帶上部靠靠近導(dǎo)帶帶下部的的一個(gè)附附加能級(jí)級(jí)上，叫叫施主能能級(jí)，叫叫n型半半導(dǎo)體。當(dāng)摻入入一個(gè)BB，少一一個(gè)電子子，不得得不向其其它Sii原子奪奪取一個(gè)個(gè)電子補(bǔ)補(bǔ)充，這這就在SSi原子子中造成成空穴，叫受主主型雜質(zhì)質(zhì)，這個(gè)個(gè)空穴也也僅增加加一點(diǎn)能能量就能能把價(jià)帶帶中電子子吸過來來，它的的能量狀狀態(tài)在禁禁

46、帶下部部靠近價(jià)價(jià)帶頂部部一個(gè)附附加能級(jí)級(jí)，叫受受主能級(jí)級(jí)，叫PP型半導(dǎo)導(dǎo)體，自自由電子子，空穴穴都是晶晶體一種種缺 點(diǎn)缺缺陷在實(shí)實(shí)踐中有有重要意意義：燒燒成燒結(jié)結(jié)，固相相反應(yīng)，擴(kuò)散，對(duì)半導(dǎo)導(dǎo)體，電電絕緣用用陶瓷有有重要意意義，使使晶體著著色等。 編輯本段段線缺陷陷實(shí)際際晶體在在結(jié)晶時(shí)時(shí)，受到到雜質(zhì)，溫度變變化或振振動(dòng)產(chǎn)生生的應(yīng)力力作用或或晶體由由于受到到打擊，切割等等機(jī)械應(yīng)應(yīng)力作用用，使晶晶體內(nèi)部部質(zhì)點(diǎn)排排列變形形，原子子行列間間相互滑滑移，不不再符合合理想晶晶體的有有序排列列，形成成線狀缺缺陷。 位錯(cuò)錯(cuò)直觀定定義：晶晶體中已已滑移面面與未滑滑移面的的邊界線線。 這種種線缺陷陷又稱位位錯(cuò)，注注

47、意：位位錯(cuò)不是是一條幾幾何線，而是一一個(gè)有一一定寬度度的管道道，位錯(cuò)錯(cuò)區(qū)域質(zhì)質(zhì)點(diǎn)排列列嚴(yán)重畸畸變，有有時(shí)造成成晶體面面網(wǎng)發(fā)生生錯(cuò)動(dòng)。對(duì)晶體體強(qiáng)度有有很大影影響。 位錯(cuò)錯(cuò)主要有有兩種：刃型位位錯(cuò)和螺螺型位錯(cuò)錯(cuò)。 刃型位錯(cuò)錯(cuò)其形形式可以以設(shè)想為為：在一一完整晶晶體，沿沿BCEEF晶面面橫切一一刀，從從BCAD，將ABBCD面面上半部部分，作作用以壓壓力，使之產(chǎn)產(chǎn)生滑移移，距離離 （柏柏氏矢量量晶格常常數(shù)或數(shù)數(shù)倍）滑滑移面BBCEFF，滑移移區(qū)ABBCD，未滑移移區(qū)ADDEF，AD為為已滑移移區(qū)交界界線位位錯(cuò)線。 正面面看簡(jiǎn)圖圖：如上上圖 滑移移上部多多出半個(gè)個(gè)原子面面，就象象刀刃一一樣（劈劈木材）

48、稱刃型型位錯(cuò)。 特點(diǎn)點(diǎn)：滑移移方向與與位錯(cuò)線線垂直，符號(hào)，有多多余半片片原子面面。 螺型位錯(cuò)錯(cuò)其形形成可設(shè)設(shè)想為：在一完完整晶體體，沿AABCDD晶面橫橫切一刀刀，在AABCDD面上部部分沿XX方向施施一力，使其其生產(chǎn)滑滑移 ，滑移區(qū)區(qū)ABCCD未滑滑移區(qū)AADEFF，交界界線ADD（位錯(cuò)錯(cuò)線） 特點(diǎn)點(diǎn)：滑移移方向與與位錯(cuò)線線平行，與位錯(cuò)錯(cuò)線垂直直的面不不是平面面，呈螺螺施狀，稱螺型型位錯(cuò)。 刃型位錯(cuò)錯(cuò)與螺型型位錯(cuò)區(qū)區(qū)別a-正常面面網(wǎng), b-刃型位位錯(cuò), c-螺型位位錯(cuò) 主要從各各自特點(diǎn)點(diǎn)區(qū)別刃型型：滑移移方向與與位錯(cuò)線線垂直，多半個(gè)個(gè)原子面面，位錯(cuò)錯(cuò)線可為為曲線。 螺型型：滑移移方向與與位錯(cuò)

49、線線平行，呈螺旋旋狀，位位錯(cuò)線直直線。 由于于位錯(cuò)的的存在對(duì)對(duì)晶體的的生長(zhǎng)，雜質(zhì)在在晶體中中的擴(kuò)散散，晶體體內(nèi)鑲嵌嵌結(jié)構(gòu)的的形成及及晶體的的高溫蠕蠕變性等等一系列列性質(zhì)和和過程都都有重要要影響。 晶體體位錯(cuò)的的研究方方法：通通常用光光學(xué)顯微微鏡，XX光衍射射電子衍衍射和電電子顯微微鏡等技技術(shù)進(jìn)行行直接觀觀察和間間接測(cè)定定。 位錯(cuò)錯(cuò)具有以以下基本本性質(zhì)： (11)位錯(cuò)錯(cuò)是晶體體中原子子排列的的線缺陷陷，不是是幾何意意義的線線，是有有一定尺尺度的管管道。 (22)形變變滑移是是位錯(cuò)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)結(jié)果，并并不是說說位錯(cuò)是是由形變變產(chǎn)生的的，因?yàn)闉橐粔K生生長(zhǎng)很完完事的晶晶體中，本身就就存在很很多位錯(cuò)錯(cuò)。

50、(33)位錯(cuò)錯(cuò)線可以以終止在在晶體的的表面（或多晶晶體的晶晶界上），但不不能終止止在一個(gè)個(gè)完事的的晶體內(nèi)內(nèi)部。 (44)在位位錯(cuò)線附附近有很很大應(yīng)力力集中，附近原原子能量量較高，易運(yùn)動(dòng)動(dòng)。 晶體面缺陷涉及及較大范范圍（二二維方向向）、晶晶界、晶晶面、堆堆垛層錯(cuò)錯(cuò)。 晶面由于于晶體表表面處的的離子或或原子具具有不飽飽和鍵，有很大大反應(yīng)活活性，表表面結(jié)構(gòu)構(gòu)出現(xiàn)不不對(duì)稱性性，使點(diǎn)點(diǎn)陣受到到很大彎彎曲變形形，因而而能量比比內(nèi)部能能量高，是一種種缺陷。 晶界晶粒粒之間交交界面，晶粒間間取向不不同出現(xiàn)現(xiàn)晶粒間間界，在在晶粒界界面上的的排列是是一種過過渡狀態(tài)態(tài)與兩晶晶粒都不不相同。 1）小角度度晶界（鑲嵌塊

51、塊） 尺寸寸在100-6-10-8m的的小晶塊塊，彼此此間以幾幾秒到 的微小小（ ）角度傾傾斜相交交，形成成鑲嵌結(jié)結(jié)構(gòu)，有有人認(rèn)為為是棱位位錯(cuò)，由由于晶粒粒以微小小角度相相交，可可以認(rèn)為為合并在在一起，在晶界界面是形形成了一一系列刃刃型位錯(cuò)錯(cuò)。 2）大角度度晶界，各晶面面取向互互不相同同，交角角較大，在多晶晶體中，晶體可可能出現(xiàn)現(xiàn)大角度度晶界。在這種種晶界中中，頂點(diǎn)點(diǎn)排列接接近無序序狀態(tài)，晶界處處是缺陷陷位置，所以能能量較高高，可吸吸附外來來質(zhì)點(diǎn)。晶界是是原子或或離子擴(kuò)擴(kuò)散的快快速通道道，也是是空位消消除的地地方，這這種特殊殊作用對(duì)對(duì)固相反反應(yīng)，燒燒結(jié)起重重要作用用，對(duì)陶陶瓷、耐耐火材料料等多

52、晶晶材料性性能如蠕蠕變、強(qiáng)強(qiáng)度等力力學(xué)性能能和極化化、損耗耗等介電電性能影影響較大大。 堆垛層錯(cuò)錯(cuò)離子子堆垛過過程中發(fā)發(fā)生了層層次錯(cuò)動(dòng)動(dòng)，出現(xiàn)現(xiàn)堆垛層層錯(cuò)，如如面心立立方堆積積形式為為ABCCABCCAABBCACCBABBC中間間的B層層和C層層發(fā)生了了層次錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)，出出現(xiàn)缺陷陷（一般般了解） 非化化學(xué)計(jì)量量化合物物 定義義：化合合物中各各元素的的原子數(shù)數(shù)之比不不是簡(jiǎn)單單的整數(shù)數(shù)而出現(xiàn)現(xiàn)了分?jǐn)?shù)數(shù)，如FFe1-xO,Cu22-xOO,Coo1-xxO等。 編輯本段段可偏離離化合式式的化合合物在基基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)中學(xué)到到的化合合物的分分子式都都是符合合定比定定律的，即元素素的原子子數(shù)之比比為簡(jiǎn)單單整數(shù)比

53、比，如FFeO，F(xiàn)e/O=11/1，TiOO2, Ti/O=11/2等等，現(xiàn)在在認(rèn)為這這種嚴(yán)格格按化學(xué)學(xué)計(jì)量形形成的化化合物是是一種特特殊情況況，而普普遍存在在著所謂謂非化學(xué)學(xué)計(jì)量化化合物。 非化學(xué)計(jì)計(jì)量化合合物缺陷陷有四種種類型(11) 陽(yáng)陽(yáng)離子過過剩，形形成陰離離子空位位 TiiO2，ZrOO2會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生這種種缺陷，分子式式為TiiO2-x, ZrOO2-xx,從化化學(xué)計(jì)量量觀念，正負(fù)離離子比為為1：22，由于于揣氧不不足，在在晶體中中存在氧氧空位，而變?yōu)闉榉腔瘜W(xué)學(xué)計(jì)量化化合物。從化學(xué)學(xué)觀念看看，缺氧氧TiOO2可以以看作是是四價(jià)鈦鈦和三價(jià)價(jià)鈦氧化化物的固固體溶液液，即TTi2OO3在TTi

54、O22中的固固溶體，或從電電中性考考慮，TTi由四四價(jià)三三價(jià)，原原因：TTi4+獲得一一個(gè)電子子Tii3+，所獲得得的電了了是由于于氧不足足脫離. 正常常TiOO2晶格格結(jié)點(diǎn)放放出的，在電場(chǎng)場(chǎng)作用下下，這一一電子可可以一個(gè)個(gè)鈦離子子位置遷遷移到另另一個(gè)鈦鈦離子位位置，并并非固定定在某一一鈦離子子上，從從而形成成電子電電導(dǎo)，具具有這種種缺陷的的材料稱稱n型半半導(dǎo)體。這種非非化學(xué)計(jì)計(jì)量化合合物缺陷陷方程可可寫成：例：在在還原氣氣氛下TTiO22TiiO2-x 也可看成成部分OO由晶格格逸出變變成氣體體可見見：這種種非化學(xué)學(xué)計(jì)量化化合物的的形成多多是由變變價(jià)正離離子構(gòu)成成的氧化化物，由由高價(jià)變變?yōu)榈?/p>

55、價(jià)價(jià)，形成成負(fù)離子子空位，還有TThO22，CeeO2等等，與氣氣氛有關(guān)關(guān)。 陽(yáng)離子過過剩形成成間隙陽(yáng)陽(yáng)離子 如ZZnO、CdOOZnn1+xxo,CCd1+xO，過剩的的金屬離離子進(jìn)入入間隙位位，為保保持電中中性，等等價(jià)電子子被束縛縛在間隙隙位的金金屬離子子周圍。例：ZZnO在在鋅蒸氣氣中加熱熱，顏色色逐漸加加深變化化。 負(fù)電子過過剩形成成間隙負(fù)負(fù)離子。 目前前吸發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有UOO2+XX，可以以看作UU3O88在UOO2中的的固溶體體，當(dāng)負(fù)負(fù)離子過過剩進(jìn)入入間隙位位置時(shí)，結(jié)構(gòu)中中必須出出現(xiàn)兩個(gè)個(gè)電子空空穴，以以平衡整整體電中中性，相相應(yīng)正離離子電價(jià)價(jià)升高，電子空空穴在電電場(chǎng)作用用下產(chǎn)生生運(yùn)動(dòng)，

56、這種材材料稱PP型半導(dǎo)導(dǎo)體。 負(fù)離子過過剩形成成正離子子空位由于于存在正正離子空空位，為為保持電電中性，在正離離子空位位周圍捕捕獲電子子空位，因此其其也是PP型半導(dǎo)導(dǎo)體，如如Cu22O、FFeO即即是。例例：FeeO在氧氧氣下形形成這種種缺陷，實(shí)際上上是Fee2O33在FeeO中形形成的固固溶體（高價(jià)取取代低價(jià)價(jià)），即即2個(gè)FFe3+取代33個(gè)Fee2+，同時(shí)在在晶格中中形成個(gè)個(gè)正離子子空位，在氧氣氣條件下下，氧氣氣進(jìn)入FFeO晶晶格結(jié)構(gòu)構(gòu)中，變變?yōu)檠蹼x離子，必必須從鐵鐵離子獲獲得兩個(gè)個(gè)電子，使Fee2+Fe33+，并并形成VVFe。 可見見，非化化學(xué)計(jì)量量化合物物缺陷的的形成主主要受氣氣氛影

57、響響，也與與溫度有有關(guān)，嚴(yán)嚴(yán)格說，世界上上所有化化合物都都是非化化學(xué)計(jì)量量的，只只是程度度不同而而已。 編輯本段段晶體熔熔沸點(diǎn)的的比較不同晶體體類型的的熔沸點(diǎn)點(diǎn)高低規(guī)規(guī)律一般般為：原原子晶體體離子子晶體分子晶晶體。金金屬晶體體的熔沸沸點(diǎn)有的的很高（如鎢），有的的很低（如汞）。 同種類型型晶體的的熔沸點(diǎn)點(diǎn)高低規(guī)規(guī)律一下下詳見本本身詞條條 （11）同屬屬金屬晶晶體 （22）同屬屬原子晶晶體 （33）同屬屬離子晶晶體 （44）同屬屬分子晶晶體 編輯本段段結(jié)晶結(jié)晶晶分兩種種，一種種是降溫溫結(jié)晶，另一種種是蒸發(fā)發(fā)結(jié)晶。 降溫溫結(jié)晶：首先加加熱溶液液，蒸發(fā)發(fā)溶劑成成飽和溶溶液，此此時(shí)降低低熱飽和和溶液的的

58、溫度，溶解度度隨溫度度變化較較大的溶溶質(zhì)就會(huì)會(huì)呈晶體體析出，叫降溫溫結(jié)晶。 蒸發(fā)發(fā)結(jié)晶：蒸發(fā)溶溶劑，使使溶液由由不飽和和變?yōu)轱栵柡停^繼續(xù)蒸發(fā)發(fā)，過剩剩的溶質(zhì)質(zhì)就會(huì)呈呈晶體析析出，叫叫蒸發(fā)結(jié)結(jié)晶。 常見見的晶體體有萘，海波，冰，各各種金屬屬。 編輯本段段區(qū)別固態(tài)態(tài)物質(zhì)分分為晶體體和非晶晶體。從從宏觀上上看，晶晶體都有有自己獨(dú)獨(dú)特的、呈對(duì)稱稱性的形形狀，如如食鹽呈呈立方體體；冰呈呈六角棱棱柱體；明礬呈呈八面體體等。而而非晶體體的外形形則是不不規(guī)則的的。晶體體在不同同的方向向上有不不同的物物理性質(zhì)質(zhì)，如機(jī)機(jī)械強(qiáng)度度、導(dǎo)熱熱性、熱熱膨脹、導(dǎo)電性性等，稱稱為各向向異性。而非晶晶體的物物理性質(zhì)質(zhì)卻表現(xiàn)現(xiàn)

59、為各向向同性。晶體有有固定的的熔化溫溫度熔熔點(diǎn)（或或凝固點(diǎn)點(diǎn)），而而非晶體體則是隨隨溫度的的升高逐逐漸由硬硬變軟，而熔化化。 晶體體和非晶晶體所以以含有不不同的物物理性質(zhì)質(zhì)，主要要是由于于它的微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)不同。組成晶晶體的微微粒原子是是對(duì)稱排排列的，形成很很規(guī)則的的幾何空空間點(diǎn)陣陣?？臻g間點(diǎn)陣排排列成不不同的形形狀，就就在宏觀觀上呈現(xiàn)現(xiàn)為晶體體不同的的獨(dú)特幾幾何形狀狀。組成成點(diǎn)陣的的各個(gè)原原子之間間，都相相互作用用著，它它們的作作用主要要是靜電電力。對(duì)對(duì)每一個(gè)個(gè)原子來來說，其其他原子子對(duì)它作作用的總總效果，使它們們都處在在勢(shì)能最最低的狀狀態(tài)，因因此很穩(wěn)穩(wěn)定，宏宏觀上就就表現(xiàn)為為形狀固固定，且且

60、不易改改變。晶晶體內(nèi)部部原子有有規(guī)則的的排列，引起了了晶體各各向不同同的物理理性質(zhì)。例如原原子的規(guī)規(guī)則排列列可以使使晶體內(nèi)內(nèi)部出現(xiàn)現(xiàn)若干個(gè)個(gè)晶面，立方體體的食鹽鹽就有三三組與其其邊面平平行的平平面。如如果外力力沿平行行晶面的的方向作作用，則則晶體就就很容易易滑動(dòng)（變形），這種種變形還還不易恢恢復(fù)，稱稱為晶體體的范性性。從這這里可以以看出沿沿晶面的的方向，其彈性性限度小小，只要要稍加力力，就超超出了其其彈性限限度，使使其不能能復(fù)原；而沿其其他方向向則彈性性限度很很大，能能承受較較大的壓壓力、拉拉力而仍仍滿足虎虎克定律律。當(dāng)晶晶體吸收收熱量時(shí)時(shí)，由于于不同方方向原子子排列疏疏密不同同，間距距不同，