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晶体缺陷毕业论文

2023-03-11 17:57 来源:学术参考网 作者:未知

晶体缺陷毕业论文

简述晶体缺陷对材料力学性能的影响
晶体中存在的缺陷种类很多,根据几何形状和涉及的范围常可分为点缺陷、面缺陷、线缺陷几种主要类型。
点缺陷:是指三维尺寸都很小,不超过几个原子直径的缺陷。主要有空位和间隙原子
空位是指未被原子所占有的晶格结点。间隙原子是处在晶格间隙中的多余原子。点缺陷的出现,使周围的原子发生靠拢或撑开,造成晶格畸变。使材料的强度、硬度和电阻率增加。所以金属中,点缺陷越多,它的强度、硬度越高。
线缺陷:是指三维空间中在二维方向上尺寸较小,在另一维方面上尺寸较大的缺陷。属于这类缺陷主要是位错。什么是位错呢?
位错是晶体中的某处有一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。
面缺陷:是指二维尺寸很大而第三维尺寸很小的缺陷。通常是指晶界和亚晶界。

缺陷对物理性能的影响很大,可以极大的影响材料的导热,电阻,光学,和机械性能,极大地影响材料的各种性能指标,比如强度,塑性等。
化学性能影响主要集中在材料表面性能上,比如杂质原子的缺陷会在大气环境下形成原电池模型,极大地加速材料的腐蚀,另外表面能量也会受到缺陷的极大影响,表面化学活性,化学能等等。
总之影响非常大,但是如果合理的利用缺陷,可以提高材料某一方面的性能,比如人工在半导体材料中进行掺杂,形成空穴,可以极大地提高半导体材料的性能。

简述晶体缺陷在材料中的重要作用

缺陷对物理性能的影响很大,可以极大的影响材料的导热,电阻,光学,和机械性能,极大地影响材料的各种性能指标,比如强度,塑性等。化学性能影响主要集中在材料表面性能上,比如杂质原子的缺陷会在大气环境下形成原电池模型,极大地加速材料的腐蚀,另外表面能量也会受到缺陷的极大影响,表面化学活性,化学能等等。其实正是有了缺陷金属材料才能有着我们需要的良好的使用性能,比如人工在半导体材料中进行掺杂,形成空穴,可以极大地提高半导体材料的性能。总之影响非常大,但是如果合理的利用缺陷,可以提高材料某一方面的性能

固体物理学的晶体缺陷

实际晶体或多或少存在各种杂质和缺陷。依照传统的分类有:点缺陷、线缺陷(见位错)和面缺陷。它们对固体的物性以及功能材料的技术性能都起重要的作用。半导体的电学、发光学等性质依赖于其中的杂质和缺陷。大规模集成电路的工艺中控制(和利用)杂质和缺陷是极为重要的。现今人们感兴趣的有深能级杂质、发光中心机理、无辐射跃迁的微观过程等。H.贝特在1929年用群论方法分析晶体中杂质离子的电子能级的分裂,开辟了晶体场的新领域。数十年来在这领域积累了大量的研究成果,为顺磁共振技术、微波激射放大器、固体激光器的出现准备了基础。金属中的杂质对其物理性质有广泛的影响。最为突出的是磁性杂质对金属低温下物性的影响,这个现象称为近藤效应,因为近藤淳在1946年首先提出说明这现象的理论。磁杂质对超导体的性质有显著影响,会降低其临界温度。在特殊物质(例如,LaAl2、CoAl2)中,近藤杂质可使这合金在一定温度进入超导电状态。此外,离子晶体中的缺陷对色心现象和电导过程占有决定性的地位。   Я.夫伦克耳对金属强度的理论值作了估计,远大于实际的强度,这促使人们去设想金属中存在某种容易滑移的线缺陷。1934年G.泰勒、E.奥罗万和M.波拉尼独立地提出刃位错理论说明金属强度。F.夫兰克在1944年根据实验观察结果提出螺位错促进晶体生长的理论,后来,人们利用电子显微术直接看到位错的运动。位错以及它同杂质和缺陷的互作用对晶体的力学、电学性质有重大影响。甚至,晶体熔化也可能同位错的大量产生有关。随着晶体生长技术发展,人们又发现了层错——一种面缺陷。   硬铁磁体、硬超导体、高强度金属等材料的功能虽然很不同,但其技术性能之所以强或硬,却都依赖于材料中一种缺陷的运动。在硬铁磁体中这缺陷是磁畴壁(面缺陷),在超导体中它是量子磁通线,在高强度金属中它是位错线,采取适当工艺使这些缺陷在材料的微结构上被钉住不动,有益于提高其技术性能。   高分辨电子显微术正促使人们在更深的层次上来研究杂质、缺陷和它们的复合物。电子顺磁共振、穆斯堡尔效应、正电子湮没技术等已成为研究杂质和缺陷的有力手段。在理论上借助于拓扑学和非线性方程的解,正为缺陷的研究开辟新的方向(见晶体缺陷)。

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