
【化】 crystal defect; lattice defect
晶格缺陷(Lattice Defects)是材料科學中描述晶體結構不完整性的核心概念。根據晶體學理論,理想的晶體原子應呈現周期性有序排列,但在實際材料中常存在原子排列偏離理想狀态的結構異常現象。這類缺陷主要分為四類:
點缺陷(Point Defects)
包括空位(vacancy)、間隙原子(interstitial atom)和置換原子(substitutional impurity),例如金屬晶體中因原子缺失形成的空位會顯著降低材料的導電性。
線缺陷(Line Defects)
表現為位錯(dislocation),如刃型位錯(edge dislocation)和螺型位錯(screw dislocation)。位錯運動會引發金屬材料的塑性變形,這一機制被《晶體缺陷手冊》列為金屬加工的理論基礎。
面缺陷(Planar Defects)
涵蓋晶界(grain boundary)和堆垛層錯(stacking fault)。晶界作為多晶材料中不同晶粒的交界區域,會阻礙位錯運動從而提升材料強度。
體缺陷(Volume Defects)
如孔隙(void)和第二相沉澱物(precipitate),這類三維缺陷可能成為材料斷裂的起始點。
晶格缺陷對材料性能具有雙重影響:半導體中可控的點缺陷可調節載流子濃度,而過度位錯累積則會導緻金屬疲勞斷裂。國際材料研究協會(IMRA)2024年報告指出,缺陷工程已成為新一代功能材料設計的核心策略。
晶格缺陷是指晶體中原子的排列偏離理想周期性和規則性的現象,廣泛存在于自然和人造材料中。以下是詳細解釋:
定義
晶格缺陷指晶體内部因原子缺失、錯位或雜質引入導緻的結構不完整性。實際晶體在生長或受外界條件影響時,難以形成完美晶格,而是存在局部原子排列的異常。
分類
晶格缺陷并非完全有害,例如:
如需更深入探讨某類缺陷或具體案例,可參考相關文獻或專業教材。
【别人正在浏覽】