Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ




В решетке идеального кристалла атомы (ионы) располагаются в пространстве строго упорядоченно и закономерно, а электроны должны находиться на уровнях с минимальной энергией. В реаль­ных кристаллах существуют различные искажения или нарушения этого идеального расположения частиц, которые обычно называют дефектами кристаллической решетки.

Природа дефектов может быть различной и простирается от микроуровня (электронного, атомного) до дефектов в микрообъ­емах вещества. В зависимости от размера той области неупорядо­ченности (области искажений решетки), которую занимают те или иные дефекты, их можно классифицировать по чисто геометриче­скому признаку — «размерности» дефекта («размерность» — число измерений, по которым дефект имеет макроскопическую протяжен­ность). По этой классификации дефекты кристаллической решетки разделяют на нульмерные (точечные), одно-, двух- и трехмерные. Нульмерные дефекты в первом приближении занимают в кристалле область искажений, соизмеримую по всем направлениям с размером атома или электрона. Одномерные де­фекты имеют протяженность, значительно превосходящую размер атомов в каком-либо одном направлении (в других направлениях они нульмерны), двухмерные — в двух и трехмерные — в трех на­правлениях.

Нуль- и одномерные дефекты относятся к микродефектам или
дефектам тонкой структуры кристалла. Нульмерные дефекты мож­но разделить на электронные и атомные. К электронным дефектам
принадлежат избыточные электроны, дырки и экситоны. К атомным
нульмерным дефектам (рис.9) относятся вакансии (незанятые
узлы решетки), примесные атомы, замещающие собственные ато­мы вещества в их регулярном положении (в узлах решетки), и соб­ственные или примесные атомы, находящиеся (дислоцированные) в иррегулярном положении в междоузлиях решетки (частицы, на­ходящиеся в междоузлиях, иногда называют междоузельными или интерстициальными). К одномерным атомным дефектам относятся краевые и винтовые дислокации.

Двух- и трехмерные дефекты принадлежат к макродефектам или дефектам грубой структуры. Примерами двухмерных дефектов являются так называемая мозаичная структура кристаллов, граница зе­рен, дефекты упаковки, трехмер­ных — поры, трещины в кристалле, включения в него другой фазы и другие нарушения целостности кри­сталла.

 

 

 

Рис. 9. Типы атомных нуль­мерных дефектов:

1— вакансия; 2 — примесный атом в узле решетки; 3 —примесный атом в междоузлии

 

Большое значение, которое при­дается изучению дефектов кристал­лической решетки в физике твердого тела, обусловлено их огромным вли­янием на свойства кристаллических веществ. Кроме того, дефекты ока­зывают часто решающее влияние на такие процессы, как рост кристал­лов, массоперенос (диффузии) в твердых телах, определяющий кине­тику таких важных в технологии си­ликатных и других тугоплавких неметаллических материалов процессов, как твердофазовые реакции, спекание, рекристаллизации и т. д.

Как уже отмечалось, к атомным нульмерным или точечным де­фектам относятся вакансии, примесные атомы в регулярных узлах
решетки и примесные атомы, дислоцированные в междоузлиях. Эти
типы дефектов в принципе могут встречаться в решетке кристал­лов в отдельности, но чаще всего они присутствуют в комбина­ции друг с другом. В зависимости от этого различают следующие
типы атомных нульмерных дефектов: твердые растворы (включая
дефекты нестехиометрии), дефекты по Шоттки и дефекты по Френ­келю.

 







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 1529. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия