面缺陷

面缺陷

面缺陷:是一塊晶體常常被一些界面分隔成許多較小的疇區,疇區內具有較高的原子排列完整性,疇區之間的界面附近存在著較嚴重的原子錯排。

面缺陷

正文

一塊晶體常常被一些界面分隔成許多較小的疇區,疇區內具有較高的原子排列完整性,疇區之間的界面附近存在著較嚴重的原子錯排。這種發生於整個界面上的廣延缺陷被稱作面缺陷。面缺陷的種類繁多,結構複雜,對於晶體的物理性能有著廣泛的影響。晶體中相鄰疇區間的交接往往不是任意的,通常只有那些點陣匹配度較好,具有特定形態及結構,因而界面能較低的面缺陷能夠存在。人們通常按界面兩側晶體結構之間的關係將其分為平移界面、孿晶界面及晶粒間界三大類別。
界面兩側晶體以一特徵的非點陣平移相聯繫者稱平移界面,包括堆垛層錯反相疇界和結晶切變面等面缺陷。堆垛層錯常見於密堆積結構及層狀結構的晶體中(圖1),是晶體的密排面按正常順序堆垛時引入反常順序堆垛所形成的一種面缺陷。例如,面心立方晶體以 {111}六方密排面按密堆積方式堆垛而成,正常堆垛順序是……ABCABC……(A、B、C分別標記原子位置為a、b、c的原子層)。若引入反常順序堆垛,則成……ABC↑BC……或……ABC↑BABC……,前者相當於抽走A層,後者相當於插入B層,分別稱作抽出型層錯和插入型層錯。層錯的引入使其兩側的晶體相對位移了面缺陷 ,但晶體仍保持為密堆積結構,因而具有較低的界面能量。反相疇界是有序固溶體合金中有序疇間的界面,與有序超結構的非點陣平移相關,使界面兩側近鄰原子對的性質與正常有序態不同,但無明顯點陣畸變。如果這種非點陣平移發生於非化學配比的化合物晶體中,則稱結晶切變面。這兩種面缺陷都造成局域的組分變化,因而是晶體容納對化學配比偏離的有效方式。

面缺陷面缺陷
面缺陷面缺陷
第二類面缺陷稱為孿晶界面(見孿晶),它所分隔開的兩部分晶體間以特定的取向關係相交接(圖2), 從而構成新的附加對稱元素,如反映面、鏇轉軸或對稱中心。在鐵電晶體中,這種附加對稱關係造成了兩部分晶體極化方向的差異,其界面稱為鐵電疇界。
第三類面缺陷為晶粒間界,它們是以任意取向關係相交接的兩晶粒間的界面。
參考書目
 S.Amelinckx,Dislocations in Particular Structure, F.R.N.Nabarro, ed., Dislocation in Solids,Vol.2,North-Holland,Amsterdam,1979.

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