点缺陷对材料加工的影响
缺陷化学在材料中的应用
缺陷化学在材料中的应用姓名：安绵伟学号：1203012024 班级：12级粉体材料科学与工程2班摘要：简述了缺陷的类型及其在新材料制备中的作用,通过实例分析固溶体和非化学计量化合物缺陷对材料物理化学性能的影响,阐明缺陷化学是一种研究新型功能材料的有力手段,根据新材料的发展趋势分析了缺陷化学可能取得的重大突破及新的研究热点。
关键词:缺陷;固溶体;非化学计量化合物;新材料;应用正文：材料中的点缺陷处于不断运动状态,当空位周围原子的热振动动能超过激活能时,就可能脱离原来结点位置而跳跃到空位,空位发生不断的迁移,同时伴随原子的反向迁移。
间隙原子也是在晶体的间隙中不断运动。
空位和间隙原子的运动是晶体内原子扩散的内部原因,原子(或分子)的扩散就是依赖点缺陷的运动而实现的。
材料加工工艺中的不少过程都是以扩散为基础的,例如改变材料表面成份的化学热处理、成份均匀化处理,退火与正火、时效硬化处理、表面氧化及烧结等过程无一不与原子的扩散相联系。
如果没有点缺陷,这些工艺根本无法进行。
提高工艺的处理温度往往可以大幅度提高生产的速率,也正是基于点缺陷浓度及点缺陷迁移速率随温度上升呈指数上升的规律。
点缺陷可以造成材料物理性能与力学性能的变化。
最明显的是引起电阻的增加,晶体中存在点缺陷时破坏了原子排列的规律性,使电子在传导时的扩散增强,从而增加了电阻。
空位的存在还使晶体的密度下降,体积膨胀。
此外,空位的存在及其运动是晶体高温下发生蠕变的重要原因之一。
在制备新材料的过程中,由于受到温度、外界气氛以及杂质掺杂的影响,材料内部会产生点缺陷,即热缺陷、固溶体以及非化学计量化合物。
正是这些点缺陷的存在给材料带来一些性质上的变化,从而赋予材料某种新的功能。
研究点缺陷的生成规律,达到有目的地控制材料中的某种点缺陷的种类和浓度是制备新型功能材料的关键。
固体材料中存在的点缺陷,即电子、空穴、填隙原子、格点空位以及缺陷的缔合体都可以看作象原子、分子一样的化学组元,它们进行的反应可以看作一种特殊的化学反应。
点缺陷对材料性能的影响
点缺陷对材料性能的影响
首先，点缺陷会影响材料的机械性能。
在晶体中存在着各种点缺陷，这些点缺
陷会导致晶体的变形和断裂。
例如，晶体中的空位和间隙原子会导致晶格的畸变，从而影响材料的强度和韧性。
此外，点缺陷还会影响材料的塑性变形能力，从而影响材料的可加工性和成形性能。
其次，点缺陷会影响材料的导电性能和热传导性能。
在晶体中存在着大量的点
缺陷，这些点缺陷会影响电子和热子的传输。
例如，空位和杂质原子会影响电子的迁移和传导，从而影响材料的导电性能。
同时，点缺陷还会影响晶体的热传导性能，导致材料的热稳定性和热导率发生变化。
此外，点缺陷还会影响材料的光学性能。
在晶体中存在着各种点缺陷，这些点
缺陷会影响光子的传播和吸收。
例如，点缺陷会导致晶体的光学吸收和散射，从而影响材料的透明性和光学性能。
同时，点缺陷还会影响材料的发光和荧光性能，导致材料的光学特性发生变化。
总的来说，点缺陷对材料的性能有着重要的影响。
它不仅会影响材料的机械性能，还会影响材料的导电性能、热传导性能和光学性能。
因此，在材料设计和制备过程中，需要充分考虑点缺陷对材料性能的影响，采取相应的措施来改善材料的性能。
希望本文对点缺陷对材料性能的影响有所启发，对相关领域的研究和应用有所帮助。
晶体中的缺陷与性质
晶体中的缺陷与性质晶体是由原子、离子或分子有序排列形成的固体，晶体的缺陷是指晶体中的部分或全部原子、离子或分子的有序排列存在错位、缺失或杂质等异常状态。
晶体中的缺陷与性质密切相关，本文将就此展开阐述。
一、晶体缺陷分类晶体的缺陷可以分为点、线和面缺陷，其中点缺陷包括点阴阳离子空位、氧空位和间隙原子等；线缺陷包括错位、螺旋间隙和脆性断口等；面缺陷包括晶界、堆垛层错和晶面缺陷等。
二、晶体缺陷对性质的影响1.点缺陷对性质的影响一般来说，点缺陷在晶体中的浓度较高，因此其影响较为显著。
点缺陷可以影响晶体的形态、颜色和透明度，同时还能影响晶体的导电性、热性质和光学性质等。
以点阴阳离子空位为例，空位浓度较高时会导致导电性的改变，从而影响晶体的热性质；而空位的存在也可导致铁氧体等材料的磁性发生变化，进而影响材料的磁学性质。
2.线缺陷对性质的影响线缺陷的影响主要集中在材料的机械性质和热性质两方面。
以错位为例，当晶体中存在较多的错位时，会导致材料的韧性降低，从而影响其机械强度；而错位也可影响热传导，从而影响材料的热扩散性质。
3.面缺陷对性质的影响面缺陷是晶体中最为丰富的缺陷类型，它们可以影响晶体的形态、结晶质量和稳定性等多方面的性质。
以晶界为例，晶界处的原子排列并不规则，容易导致原子的扩散和聚集，从而影响材料的物理化学性质。
三、晶体缺陷的形成原因晶体缺陷的形成有多种原因，包括材料制备过程中的化学反应、熔融或液相晶体生长等。
在晶体生长过程中，如果晶体内部气体含量过高，就会导致原子排列异常，从而形成晶体缺陷。
此外，材料的加工过程也是晶体缺陷形成的重要原因之一。
材料在加工过程中受到的应力或温度变化等因素都会导致晶体的排列异常，从而形成不同类型的缺陷。
四、缺陷工程学缺陷工程学是一门利用缺陷控制和设计方法来提高材料性质的学科。
通过合理的材料加工过程和晶体生长控制，可以有效地减少缺陷浓度，从而提高材料的性能。
在缺陷工程学中，常用的方法包括补偿掺杂、退火处理、材料再结晶等。
固态物理学中的晶格缺陷和杂质
固态物理学中的晶格缺陷和杂质引言在固态物理学中，晶体是研究的重点之一。
晶体是由一定规则排列的原子或分子构成的，具有高度有序的结构。
然而，在实际应用和生产过程中，晶体中常常存在着各种各样的缺陷和杂质。
本文将通过对晶格缺陷和杂质的探讨，展示它们在固态物理学中的重要性和影响。
一、晶格缺陷1. 点缺陷点缺陷是晶体中最简单的缺陷形式。
它们可以是缺失了一个或多个原子的位置，或者是插入了一个或多个附加原子的位置。
点缺陷的存在对晶体的物理性质和化学性质产生重要影响。
例如，空位缺陷是一种常见的点缺陷形式。
晶体中的空位缺陷可以使晶体的导电率降低或增加，因为它们可以提供自由的电子或空穴用于电荷传输。
此外，空位缺陷还会对晶体的热导率、力学性能和光学性质产生影响。
2. 线缺陷除了点缺陷，还存在着线缺陷。
线缺陷是晶体中原子排列顺序的局部改变，通常形成晶体中的界面或晶体中的位错。
位错是晶体中最常见的线缺陷形式之一。
位错不仅可以改变晶体的力学性质，还可以影响晶体的导电性、热导性和光学性质。
事实上，位错是材料的强度和塑性的重要起因之一，它能够在晶体中改变原子的排列，从而使材料具有更好的弯曲性和延展性。
3. 面缺陷晶体中的面缺陷是晶格缺陷中最复杂的形式之一。
它们包括晶面、晶粒边界和相界面等。
晶面是晶体中平面的缺陷形式。
晶面的存在会对晶体的力学性质、电子性质和表面化学反应等产生影响。
例如，晶面的形状和取向可能会决定晶体的光学性质和生长方向。
晶粒边界是由不同晶粒之间的界面构成的。
晶粒边界可以影响材料的结晶度、导电性和塑性等。
相界面是晶体中不同相之间的界面。
相界面的存在可以导致晶体中出现相变、形成新的晶体结构和改变材料的热导性、力学性质和电子性质等。
二、晶格杂质除了晶格缺陷，杂质也是固态物理学中重要的研究对象。
杂质是指处于晶体中的与晶体中原子组成和排列不同的原子或分子。
杂质的存在对晶体的性质产生显著影响。
它们可以改变晶体的电子能带结构、晶格常数和电子性质等。
纯金属中的点缺陷类型
纯金属中的点缺陷类型
纯金属中的点缺陷是指金属晶体中存在的微小缺陷点，以下是几种常见的点缺陷类
型：
1. 点缺陷：金属晶格中原子位置发生偏移或原子缺失，形成点状缺陷，如空位缺陷
和插入原子缺陷。
2. 金属晶粒边界：金属中晶体生长过程中，相邻晶粒的接触面称为晶粒边界。
晶粒
边界是一种点缺陷，常常会导致材料的力学性能下降。
3. 氧化物夹杂物：在金属晶格中存在的氧化物微粒被称为氧化物夹杂物，它们是金
属中的一种点缺陷。
氧化物夹杂物对金属的机械性能和腐蚀性能有较大影响。
4. 可溶性杂质：金属中的微量杂质元素以原子形式溶解在金属晶格中，形成点缺陷。
这些杂质元素可以改变金属的晶格结构、力学性能和化学性质。
5. 偏聚集缺陷：金属晶体中存在的高浓度缺陷点，如位错、孪晶、蝇落粒等，都属
于偏聚集缺陷。
这些缺陷在材料加工和应力加载过程中容易形成断裂。
虽然这里提到的缺陷类型不能出现真实名字和引用，但这些点缺陷在纯金属中普遍存在，对材料的性能产生重要影响。
科学家和工程师们在研究金属材料时通常需要了解和控
制这些缺陷，以提高金属的性能和可靠性。
材料微观缺陷对材料性能的影响
材料微观缺陷对材料性能的影响随着社会的发展、时代的进步，人们的生活水平不断提高，生活品质也进一步提升，这对于材料的要求也不断地提高。
这促使人们不断的深入研究材料的微观晶体结构，通过各种手段改善材料的各个方面的性能。
晶体的生长、性能以及加工等无一不与缺陷紧密相关。
因为正是这千分之一、万分之一的缺陷，对晶体的性能产生了不容小视的作用。
这种影响无论在微观或宏观上都具有相当的重要性。
研究人员希望材料的晶体是理想的完整晶体，但是所有的自然和人工晶体不是理想晶体完整的，他们的许多特性并非由规则的原子排列决定，而是由不规则排列的晶体缺陷而决定。
金属物理学家在研究金属的加工变形时就发现了晶体缺陷与金属的变形行为及力学性质有密切的关系。
后来，材料科学家发现这类缺陷不仅控制着材料的力学性状，而且对材料的若干物理性质（如导电性、导热性等）有直接的影响，材料科学领域里逐渐发展了晶体缺陷理论，近10多年来人们开始认识到晶体的塑性变形完全取决于晶体缺陷。
这些都是重要的生产、研究内容。
那么材料的微观结构缺陷究竟对于材料的性能有哪些影响呢？本文将围绕此问题进行阐述。
一、什么是晶体缺陷？大多数固体是晶体，晶体正是以其特殊的构型被人们最早认识。
人们理解的“固体物理”主要是指晶体。
在空间点阵中，用几何上规则的点来描述晶体中的原子排列，并连成格子，这些点被称为格点，格子被称为点阵，这就是空间点阵的基本思想，它是对晶体原子排列的抽象。
空间点阵在晶体学理论的发展中起到了重要作用。
可以说，它是晶体学理论的基础。
现代的晶体理论基于晶体具有宏观平移对称性，并因此发展了空间点阵学说。
严格地说对称性是一种数学上的操作，它与“空间群”的概念相联系，所谓平移对称性就是指对一空间点阵，任选一个最小基本单元，在空间三维方向进行平移，这个单元能够无一遗漏的完全复制所有空间格点。
在我们讨论晶体结构时，认为晶体的结构是三维空间内周期有序的，其内部质点按照一定的点阵结构排列。
原子尺度下的缺陷与材料性能控制策略
原子尺度下的缺陷与材料性能控制策略在材料科学领域中，研究人员一直致力于寻找有效的方法来控制和改善材料的性能。
随着科学技术的进步，人们开始关注原子尺度下的缺陷对材料性能的影响，并探索了一系列的控制策略。
本文将介绍原子尺度下的缺陷以及目前已经发展的控制策略，并探讨了它们对材料性能的影响。
首先，我们来了解一下原子尺度下的缺陷。
缺陷是指材料中的任何不完整或不正常的部分，包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是材料中单个原子的缺失或替代，而线缺陷是一维缺陷，通常由晶格错位或原子间的缺陷行组成。
面缺陷是二维缺陷，比如晶界和孪晶。
这些缺陷对材料的性能起着重要作用，有时会导致材料的力学性能下降、导电性能变差或者化学反应活性的变化。
针对原子尺度下的缺陷，研究人员已经提出了一系列的控制策略。
第一种策略是材料合成和加工过程中的控制。
通过控制原子的排列方式、晶体生长速率以及表面形貌等因素，可以降低缺陷的密度并提高材料的性能。
例如，通过控制材料的生长温度和气氛，在菲涅尔反射区域内，生长出具有高晶质度和低缺陷密度的薄膜，从而提高材料的光电转换效率。
第二种策略是通过化学修饰缺陷来控制材料的性能。
通过引入杂质原子或功能小分子，可以改变材料表面缺陷的能带结构，从而改变导电性能或催化活性。
例如，在氧化物催化剂中，通过在表面引入金属原子，可以改变材料的电子结构，提高催化剂的活性和选择性。
第三种策略是通过原子尺度下的控制来提高材料的性能。
这种策略主要侧重于直接控制和修复缺陷。
一种常用的方法是利用第一性原理计算和密度泛函理论来预测和优化材料的结构和性能。
通过调整原子的位置或添加适当的元素，可以改变材料的晶格结构和电子结构，从而提高材料的性能。
例如，通过在钙钛矿太阳能电池中引入缺陷，可以提高光电转换效率。
此外，还有一些新颖的控制策略正在被研究和开发。
例如，利用纳米技术和自组装原理，可以在材料表面上构建具有特定结构和功能的纳米缺陷。
这些纳米缺陷可以用于调控材料的光学、磁学和催化性能。
材料中的缺陷行为与机械性能
材料中的缺陷行为与机械性能材料是我们日常生活中不可或缺的一部分，它们的质量和性能直接影响到我们使用的产品的安全性和寿命。
然而，没有一个材料是完美的，它们总会存在一些缺陷。
这些缺陷的行为会对材料的机械性能产生不同程度的影响。
一个常见的材料缺陷是晶格缺陷。
晶格缺陷是在材料的原子排列中出现的异常。
例如，点缺陷是晶体结构中原子的位置存在错误或缺失。
点缺陷可以是空位、间隙、杂质或原子的位错。
这些点缺陷会导致晶格的局部失序，从而降低材料的机械强度和硬度。
除了晶格缺陷，材料中还存在着一些表面缺陷。
表面缺陷是指材料的表面出现的异常，如裂纹、凹坑和划痕等。
这些表面缺陷的行为对材料的耐磨性和耐腐蚀性产生重要影响。
表面缺陷会降低材料的阻尼效应和强度，使材料更容易受到外界环境的侵蚀。
此外，材料中还有一种常见的缺陷是内部缺陷。
内部缺陷是材料内部出现的异常，如夹杂物、空腔和气泡等。
内部缺陷一般是由材料在制备过程中的不完全冷却、沉淀或非均匀加热导致的。
这些内部缺陷会在材料的应力集中区域产生更高的应力，从而导致材料的断裂和变形。
缺陷行为对材料的机械性能产生的影响是多方面的。
首先，缺陷会降低材料的强度和硬度。
晶格缺陷会导致晶体的局部失序，减弱晶体结构的稳定性。
表面缺陷会使材料的结构变得不均匀，从而降低材料的硬度。
内部缺陷会在材料内部形成应力集中区域，使材料更容易发生断裂。
其次，缺陷行为会影响材料的韧性和延展性。
缺陷会在材料中引发应力集中并导致局部能量增加。
这些应力和能量的集中会导致缺陷附近发生变形和塑性屈服，从而降低材料的韧性和延展性。
材料中的缺陷行为会使材料更容易发生断裂和形成裂纹，降低材料的可靠性和寿命。
最后，缺陷行为还会影响材料的疲劳寿命和耐蚀性。
缺陷会在材料中形成应力集中区域，加速疲劳裂纹的形成和扩展。
这会降低材料的疲劳寿命和耐久性。
对于金属材料而言，缺陷还会使其更容易受到腐蚀的侵蚀，降低其耐蚀性能。
综上所述，材料中的缺陷行为对材料的机械性能产生重要影响。
高分子链点缺陷的类型和特点
高分子链点缺陷的类型和特点高分子链点缺陷是指高分子链结构中存在的一种缺陷，它在高分子材料的性能和结构上会产生一定的影响。
高分子链点缺陷可以分为三种类型，分别是链端缺陷、链中缺陷和链间缺陷。
首先是链端缺陷。
链端缺陷是指高分子链的两端没有完全连接在一起，形成了未闭合的链结构。
链端缺陷的特点是链的两端会有自由基或自由基引发的反应活性，容易引起链的进一步反应，从而影响高分子材料的结构和性能。
链端缺陷可以导致高分子材料的分子量分布不均匀，降低材料的物理性能，如强度、韧性等。
另外，链端缺陷还会导致高分子材料在加热或加工过程中发生降解、断裂等现象。
其次是链中缺陷。
链中缺陷是指高分子链中存在着未闭合的环结构或其他缺陷结构。
链中缺陷的特点是它们会在高分子链中引入额外的局部应力和应变，导致链的运动受到限制，影响高分子材料的力学性能。
链中缺陷还会导致高分子材料的热稳定性降低，容易发生退火和熔融等现象。
最后是链间缺陷。
链间缺陷是指高分子链之间存在着未闭合的交联结构或其他缺陷结构。
链间缺陷的特点是它们会在高分子材料中形成交联点，使高分子链之间形成网络结构。
这种网络结构可以增加高分子材料的强度和刚度，提高材料的耐热性和耐化学性。
然而，链间缺陷也会使高分子材料的分子量分布不均匀，影响材料的加工性能和力学性能。
总结来说，高分子链点缺陷的类型和特点可以归纳为以下几点：1. 链端缺陷会导致高分子材料的分子量分布不均匀，降低材料的物理性能，容易发生降解和断裂等现象。
2. 链中缺陷会在高分子链中引入额外的局部应力和应变，影响高分子材料的力学性能和热稳定性。
3. 链间缺陷会在高分子材料中形成交联点，增加材料的强度和刚度，但也影响材料的加工性能和力学性能。
在实际应用中，高分子链点缺陷对材料的性能和结构有着重要的影响。
因此，在高分子材料的制备和加工过程中，需要注意控制链点缺陷的生成，以提高材料的质量和性能。
同时，通过合适的改性方法和处理工艺，可以修复和改善高分子链点缺陷，提高材料的性能和应用范围。
晶体缺陷及其材料性能的影响
晶体缺陷及其对材料性能的影响摘要:所有的天然和人工晶体都不是理想的完整晶体，它们的许多性质往往并不决定于原子的规则排列，而决定于不规则排列的晶体缺陷。
晶体缺陷对晶体生长、晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等均有着极大影响，在生产上和科研中都非常重要，是固体物理、固体化学、材料科学等领域的重要基础内容。
研究晶体缺陷因此具有了尤其重要的意义。
本文着重对晶体缺陷及其对晶体的影响和应用进行阐述，以适应人们不同的实际需要和时代的发展需求。
关键词:晶体缺陷 ; 性能Crystal defect and it’s influence on the materialpropertiesAbstract All of the natural and artificial crystal is not ideal complete crystal, many of their properties are not always decide to the rules of at oms to arrange, but decide to the irregular arrangement in the crystal de fect. Crystal defect have an enormous influence to crystal growth, mecha nical properties of crystal, electrical properties, magnetic properties and o ptical properties, etc, they are very important in the production and resea rch, It is important content. to a basis research in the field of crystal def ect,such as solid physics, chemistry, material science,and so on. it so ha s been particularly important significance to solid. In order to adapt to the different actual needs and the development of The demand of Times.of people.This paper focuses on expounding the influence and the applica tion of the crystal defect and its impact on the crystal.Keyword crystal defect property1. 引言很早以前, 金属物理学家在研究金属的加工变形时就发现了晶体缺陷与金属的变形行为及力学性质有密切的关系。
点缺陷
另外，晶体缺陷还有其它一些分类名称： 电子缺陷：导带电子、价带空穴。 原生缺陷：晶体生长过程中产生的各种缺陷。 二次缺陷：晶体加工、热物处理过程中产生的缺 陷、完整晶体在高能粒子的辐射或 轰击过程中产生的缺陷等。 微 缺 陷：点缺陷的缔合。
4
6.1
点缺陷的基本概念
什么是晶体中的点缺陷？ 空位、间隙原子、杂质原子以及由它们组成的复 杂缺陷(空位团、空位－杂质复合体等) 本征点缺陷： 没有外来杂质时，由组成晶体的基体原子的排列 错误而形成的点缺陷。例如由于温度升高引起的晶格 原子的热振动起伏产生的空位和间隙原子等是典型的 本征点缺陷，它们的数目依赖于温度，也称热缺陷。 非本征点缺陷：由于杂质原子的引入而引起的缺陷。
图6.1.6 (b)半径较基体小的替位杂质使晶格向内收缩
21
韦伽(Vegard)定律
晶格常数与固溶体成分 χ(原子百分数)存在如下线性关系： a = a1 + (a2 a1 ) χ 1和2分别表示溶剂和溶质的晶格常数 韦伽定律可以近似地表示替代式固溶体晶格常数随组份的变化 情况。 应用举例：Si外延生长中，衬底和外延层掺杂的种类不同，浓 度不同，往往要产生晶格失配现象，导致失配位错的 产生，常采用应变补偿法来缓解这种应力：P原子比Si 小，Sn原子比Si大，按一定比例掺杂，使应力相互补 偿。利用韦伽定律可以导出替位式杂质在硅晶体薄片 中产生应力的近似计算关系式：
例如iivi族iiiv族化合物材料比较容易产生化学比偏离现象合成之后不经过掺杂就强烈的呈现型由于过剩组份的补偿作用该类材料难以制作成pnpbsznscds等按一定方法合成后就是型只有经过特殊的方法处理之后才有可能制成p型
第六章
点缺陷
1
序 言
理想晶体：具有完整的点阵结构的晶体是理想化 的,称为理想晶体。 理想晶体在自然界中是不存在的。在任何一 个实际晶体中，原子、分子、离子等的排列总是 或多或少地与理想点阵结构有所偏离。 那些偏离理想点阵结构的部位称作晶体的缺 陷或者晶体的不完整部位。
缺陷对材料力学性能影响机制分析
缺陷对材料力学性能影响机制分析导言：材料力学性能是指材料在外力作用下的力学行为，如强度、韧性、硬度等。
这些力学性能的表现不仅取决于材料的化学成分和晶体结构，还受到材料内部或外部的缺陷影响。
本文将着重探讨缺陷对材料力学性能的影响机制。
一、缺陷的分类与形成机制缺陷是指材料中存在的与完美结构相差的特定或非特定的晶体缺陷或非晶缺陷。
一般来说，材料中的缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷包括原子缺陷（如空位、间隙原子等）和离子缺陷；线缺陷包括脆性断裂产生的位错和晶界；面缺陷是指晶体中的一维或二维界面，例如晶界和表面。
缺陷的形成机制主要包括热力学驱动和动力学驱动两个方面。
热力学驱动是指缺陷形成是为了达到更低的能量状态，如晶体结构的缺陷常常形成于温度较高的情况下。
动力学驱动是指外部条件（如应力、温度、辐射等）促使缺陷形成，如受到应力作用时材料中就会出现位错。
二、缺陷对材料力学性能的影响1. 强度：缺陷对材料的强度有直接影响。
缺陷可以成为材料的强度起始点，如晶体中的位错在外力作用下容易滑移或扩展，从而引起材料的塑性变形。
此外，晶体的缺陷可以导致内应力的集中，从而使材料的强度下降。
2. 韧性：缺陷对材料的韧性也有显著影响。
缺陷会以不均匀的方式分布在材料中，导致应力集中和裂纹的形成。
这些缺陷会对材料的断裂行为产生重要影响，使材料的韧性下降。
3. 硬度：缺陷对材料的硬度也有一定的影响。
缺陷和材料的孪生、晶界等结构变化可以在晶体中产生位错，从而影响晶体的屈服行为和硬度。
4. 疲劳寿命：材料中的缺陷不仅可以影响其力学性能，在外力反复作用下，还会导致材料疲劳寿命的减少。
缺陷的存在可以作为裂纹的起始点，并在外力作用下扩展，这将导致材料的疲劳破裂。
三、缺陷对材料力学性能影响的机制1. 缺陷能量：缺陷的形成和存在会引入能量，因此缺陷有势能。
这些能量将对材料的力学性能产生影响。
举例来说，晶体中的空位或间隙位能会引起位错和位错的移动，从而影响材料的塑性行为。
研究材料中的杂质和缺陷对性能的影响
研究材料中的杂质和缺陷对性能的影响材料作为人类工业生产的基础，其质量的稳定性和优良性往往是决定着生产效率和产品质量的核心问题。
然而，在现实生产中，我们所使用的材料往往存在有大量的杂质和缺陷，将会对生产与使用带来不可估量的影响。
因此，如何减少和控制杂质和缺陷的存在，研究它们对材料性能的影响，并开发出一系列的对策措施，将是现代材料科学研究面临的重大问题。
一、杂质的定义和来源在材料中，杂质（即杂物）是指所有非本质元素、化合物、材质、颗粒、气体、溶质等其他外来成分，由于自然界中存在大量的暴露于空气和地球表面地物质，因此几乎所有的材料在制备和使用中都难以避免一些杂质的存在。
这些杂质主要来源于制备材料时原材料本身的复杂组成、制备材料的工艺流程，以及材料在使用过程中的氧化、腐蚀、劣化等因素。
其中，通过制备工艺流程纯化材料是减少杂质的关键手段之一。
二、杂质对材料性能的影响杂质的存在将会带来一系列的负面影响，主要表现在以下几个方面：1、导致材料电阻率的变化：在材料成分中出现了不恰当的浓度等级的杂质时（如硅中硼的含量），将会导致其电阻率下降或增大；或者是在导电材料中存在的低浓度的杂质（如铜中镍的含量），将会对材料这个特性产生非常显著的影响。
2、使强度变差或者导致其它断裂的形成：杂质和缺陷的存在常常会对材料造成微小的结缺陷点，这些结缺陷点将会在其中发生断裂的，使得材料的强度和永久性的变化变坏，从而产生非常巨大的负面影响。
3、制约了材料加工的流程：在材料的制造过程中，其表面的杂质会对材料加工带来极大的影响，编织往往会导致制造过程的放缓甚至无法继续下去；例如：有机半导体晶体管，在制造过程中存在挥发性的杂质（如臭氧），往往会影响其最终的性能。
4、影响了材料的特性和性能：杂质和缺陷的存在会对材料的微观和宏观结构产生影响，从而直接影响了材料的特性和性能。
例如：金属材料在制备过程中掺入少量的碳时，可以使材料的硬度和韧性同时提高。
晶体中的点缺陷和面缺陷
形成机制的比较
点缺陷的形成
点缺陷是由于晶体中原子或分子的缺 失或添加而产生的，通常是由于热力 学不稳定性和扩散过程引起的。
面缺陷的形成
面缺陷是由于晶体表面上的原子排列 不规整而形成的，通常是由于晶体生 长或加工过程中表面能的变化引起的 。
对晶体性质影响的比较
点缺陷对晶体性质的影响
性能改进提供指导。
结合实验和计算模拟方法，深入 研究点缺陷和面缺陷在材料中的 实际作用，揭示其在材料科学和 工程领域中的潜在应用价值。
THANKS
感谢观看
点缺陷和面缺陷可以作为杂质或掺杂剂的载体，对材料的物理和化学性质进行调控， 从而在材料科学和工程领域具有广泛的应用前景。
对未来研究的展望
深入研究点缺陷和面缺陷的形成 机制和演化规律，探索其在不同 条件下的行为和相互作用，为材 料性能的优化提供理论支持。
探索点缺陷和面缺陷对材料性能 的影响规律，建立缺陷与性能之 间的关联，为新型材料的开发和
间隙原子
在晶格结构中，某些原子不在正常的 格点位置上，而是处于晶格间隙中。 间隙原子的存在会导致晶格畸变，影 响材料的力学、电学和热学性能。
面缺陷实例
晶界
晶体内部不同晶粒之间的界面称为晶界。晶界处的原子排列是不规则的，导致晶界能较高。晶界对材 料的力学、电学和热学性能有重要影响，尤其在高温和应力环境下。
表面重构
晶体表面为了降低表面能 而发生的原子重新排列， 导致表面原子与内部原子 不同步的现象。
面缺陷的形成机制
晶体生长过程中，由于温度、压力等 条件的变化，导致晶体内部原子或分 子的排列出现不连续，形成面缺陷。
外界因素如辐射、化学腐蚀等也会引 起晶体中面缺陷的形成。
材科基考点强化(第4讲--缺陷)
材科基考点强化(第4讲--缺陷)本章特点本章的中心内容就是各种缺陷的分类，特性，相互作用以及对材料的影响。
重点是位错的理解。
出题形式本章内容试题的题型有选择题、简答题、此类试题的容量和难度都不会太大，以记忆知识为主，比较简单。
但还有综合性质的计算题，这类题目难度较大，需要对于知识有更深入的掌握，理解和运用。
主要考点考点1：晶体缺陷的分类考点2：空位浓度的计算考点3：点缺陷的分类和形成考点4：点缺陷对于材料性能的影响考点5：位错的一些基础知识:位错分类，柏氏矢量，滑移方式考点6：位错的运动与增殖考点7：位错的相互作用考点8：扩展层错考点9：位错应力场考点10：位错与点缺陷和面缺陷的交互作用考点11：全位错，不全位错考点12：位错反应考点13：面缺陷的分类考点14：晶界考点15：相界考点1：晶体缺陷的分类例1：什么是晶体缺陷？按照晶体缺陷的几何组态，晶体缺陷可分为哪几类？例2：缺陷的特征是（）。
A．不随外界条件的改变而变动，也不会合并和消失B．随着各种条件的改变而不断变动，它们运动，发展以及会产生交互作用、合并和消失。
C．随着各种条件的改变而不断变动，但不产生交互作用，不会合并和消失考点2：空位浓度的计算（1）已知温度T，求形成能。
例：由600℃降温到300℃时，锗晶体中的空位平衡浓度降低了6个数量级。
试计算锗晶体中的空位形成能（玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K）。
（2）已知形成能，求温度T。
例：计算某金属的空位浓度比室温（300K）空位浓度大1000倍时的温度。
已知Cu的空位形成能力为1.7×1019J/mol。
（3）求点缺陷数目例1：已知空位形成能是1.08eV/atom，铁的原子量是55.85，铁的密度是7.65g/cm3，阿伏加德罗常数N A=6.023×1023，玻尔兹曼常数k=8.62×10-5eV/atom-K，请计算1立方米的铁在850℃下的平衡数目。
晶体中的缺陷
晶体中的缺陷及其对材料性能的影响前言晶体的主要特征是其中原子（或分子）的规则排列，但实际晶体中的原子排列会由于各种原因或多或少地偏离严格的周期性，于是就形成了晶体的缺陷，晶体中缺陷的种类很多，它影响着晶体的力学、热学、电学、光学等各方面的性质。
晶体的缺陷表征对晶体理想的周期结构的任何形式的偏离。
晶体缺陷的存在，破坏了完美晶体的有序性，引起晶体内能U和熵S增加。
按缺陷在空间的几何构型可将缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，它们分别取决于缺陷的延伸范围是零维、一维、二维还是三维来近似描述。
每一类缺陷都会对晶体的性能产生很大影响，例如点缺陷会影响晶体的电学、光学和机械性能，线缺陷会严重影响晶体的强度、电性能等。
一、晶体缺陷的基本类型点缺陷1、点缺陷定义由于晶体中出现填隙原子和杂质原子等等，它们引起晶格周期性的破坏发生在一个或几个晶格常数的限度范围内，这类缺陷统称为点缺陷。
这些空位和填隙原子是由热起伏原因所产生的，因此又称为热缺陷。
2、空位、填隙原子和杂质空位：晶体内部的空格点就是空位。
由于晶体中原子热运动，某些原子振动剧烈而脱离格点跑到表面上，在内部留下了空格点，即空位。
填隙原子：由于晶体中原子的热运动，某些原子振动剧烈而脱离格点进入晶格中的间隙位置，形成了填隙原子。
即位于理想晶体中间隙中的原子。
杂质原子：杂质原子是理想晶体中出现的异类原子。
3、几种点缺陷的类型弗仑克尔缺陷：原子（或离子）在格点平衡位置附近振动，由于非线性的影响，使得当粒子能量大到某一程度时，原子就会脱离格点，而到达邻近的原子空隙中，当它失去多余动能后，就会被束缚在那里，这样产生一个暂时的空位和一个暂时的填隙原子，当又经过一段时间后，填隙原子会与空位相遇，并同空位复合；也有可能跳到较远的间隙中去。
若晶体中的空位与填隙原子的数目相等，这样的热缺陷称为弗仑克尔缺陷。
肖特基缺陷：空位和填隙原子可以成对地产生(弗仑克尔缺陷），也可以在晶体内单独产生。
点缺陷对材料性能的影响和调控
点缺陷对材料性能的影响和调控材料在各个领域中都扮演着重要的角色，而材料的性能则是决定其在具体应用中是否能够发挥出最佳效果的关键因素之一。
然而，在材料的制备和应用过程中，难免会出现一些缺陷。
这些缺陷对材料的性能有着重要的影响，并需要通过相应的调控方法来弥补或改善。
缺陷是指材料晶体结构中的错误或缺失部分，它们可以是点缺陷、线缺陷或面缺陷。
这些缺陷在材料中的分布和类型会对材料的力学性能、电学性能、热学性能以及化学性质等方面产生不同程度的影响。
首先，点缺陷对材料性能的影响是最为显著的。
点缺陷可以是晶格的原子空位、原子替代或原子间隙等。
这些点缺陷会导致晶体的结构发生变化，从而直接影响到材料的物理性质。
例如，点缺陷会改变晶体的密度、硬度和熔点等性质，进而影响到材料的机械性能和热学性能。
对于常见的金属材料而言，点缺陷往往会影响到其塑性变形和强度等力学性能。
例如，金属晶格中的原子空位会导致晶体的形变，使其更容易发生滑移。
这样一来，金属材料的塑性变形性能将会得到提高。
此外，点缺陷还可以影响金属材料的晶界弥散和晶界能量，从而对其强度和韧性产生影响。
同时，点缺陷对于半导体材料的电学性能也具有重要作用。
在半导体中引入适量的点缺陷可以改变其带隙结构，从而调节其导电性能。
例如，通过控制点缺陷的类型和浓度，可以改善半导体材料的导电性能，使其更适用于电子器件的制备。
除了点缺陷，线缺陷和面缺陷也会对材料的性能产生影响。
线缺陷是指材料晶体结构中的线状缺陷，如晶界、蠕变小裂纹等。
这些线缺陷在材料的力学性能和导电性能等方面起到重要作用。
例如，晶界作为原子排列的缺陷处，会对材料的力学性能和导电性能产生影响。
合理地控制晶界的分布和定向，可以提高材料的强度和导电性能。
面缺陷则是指材料晶体结构中的平面缺陷，如片层错位、晶体表面等。
面缺陷不仅会改变材料的晶体结构，还会对其表面性质产生重要影响。
例如，材料表面的缺陷会影响到其与外界环境的相互作用，从而改变材料的化学性质。
缺陷对材料性能的影响
技术探讨 2009-09-11 22:27:34 阅读35 评论0 字号：大中小订阅在一般情形下，点缺陷主要影响晶体的物理性质，如比容、比热容、电阻率等比容的定义:为了在晶体内部产生一个空位，需将该处的原子移到晶体表面上的新原子位置，这就导致晶体体积增加。
比热容的定义:由于形成点缺陷需向晶体提供附加的能量（空位生成焓），因而引起附加比热容。
电阻率:金属的电阻来源于离子对传导电子的散射。
在完整晶体中，电子基本上是在均匀电场中运动，而在有缺陷的晶体中，在缺陷区点阵的周期性被破坏，电场急剧变化，因而对电子产生强烈散射，导致晶体的电阻率增大。
此外，点缺陷还影响其它物理性质：如扩散系数、内耗、介电常数等。
”在碱金属的卤化物晶体中，由于杂质或过多的金属离子等点缺陷对可见光的选择性吸收，会使晶体呈现色彩。
这种点缺陷便称为色心。
在一般情形下，点缺陷对金属力学性能的影响较小，它只是通过和位错交互作用，阻碍位错运动而使晶体强化。
但在高能粒子辐照的情形下，由于形成大量的点缺陷和挤塞子，会引起晶体显著硬化和脆化。
这种现象称为辐照硬化。
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。
首先，金属材料的强度与位错在材料受到外力的情况下如何运动有很大的关系。
如果位错运动受到的阻碍较小，则材料强度就会较高。
实际材料在发生塑性变形时，位错的运动是比较复杂的，位错之间相互反应、位错受到阻碍不断塞积、材料中的溶质原子、第二相等都会阻碍位错运动，从而使材料出现加工硬化。
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点缺陷对材料加工的影响摘要：随着航天航空、能源、汽车、电子和国防等领域尖端科学技术的持续发展，材料的服役环境也正变得越来越复杂，在它们的使用过程中很可能会出现大量的微裂纹、微孔洞等微缺陷。
这些缺陷不论是出现在材料的生产制备阶段还是在材料的服役过程中，都对材料的动态响应以及层裂损伤过程有着重要的影响。
点缺陷不仅在材料中普遍存在，而且又是最简单的一种缺陷形式，在实验中相对较易控制。
1.晶体缺陷筒介1.1缺陷的含义通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。
在理想晶体结构中，所有的质点严格按照空间点阵排列，处于平衡位置上。
然而，在任一温度下，实际晶体的原子排列都不会是完整的点阵，即晶体中一些区域的原子的正规排列遭到破坏而失去正常的相邻关系，这样便会产生晶体结构缺陷。
1.2缺陷的分类按缺陷的几何形状和涉及的范围，可以把晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其中点缺陷为最基本形式，其他的晶体缺陷都可以看成是由点缺陷构成的。
点缺陷又称零维缺陷，指缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺陷的尺寸都很小。
点缺陷包括空位、间隙质点、杂质质点三类。
正常结点位没有被原子或离子所占据，形成空结点，称为空位；原子或离子进入到晶体中正常结点之间的间隙位置，称为间隙质点；外来原子或离子进入晶格成为晶体中的杂质，这些杂质原子或离子可以取代原来晶格中的原子或离子而进入正常结点的位置，称为取代原子或离子，也可以进入本来就没有原子的间隙位置生成间隙式杂质质点。
1.3点缺陷产生的方式一般有两种方式：平衡点缺陷和过饱和点缺陷。
前者点缺陷浓度与温度密切相关，点缺陷属于热力学平衡的缺陷，后者通常有外来作用参与，如猝火和辖照等。
根据产生缺陷的原因，晶体缺陷也可分为三类：热缺陷、杂质缺陷和非化学计量结构缺陷。
热缺陷：当晶体的温度高于绝对零度时，由于晶格内原子的热运动会使一部分能量较大的原子离开平衡位置而造成缺陷，这类缺陷称为热缺陷。
热缺陷有两种基本形式：杂质缺陷和非化学计量缺陷；杂质缺陷是指由于外来原子进入晶体而产生的缺陷，分为间隙杂质原子和置换杂质原子，杂质缺陷的浓度与温度无关；非化学计量结构缺陷是指化学组成会明显的随着周围环境气氛的性质和压力大小的变化而发生组成偏离化学计量的现象，由此产生的晶体缺陷称为非化学计量缺陷，它是产生型半导体和型半导体的重要基础。
研宄表明，在绝对零度以上，任何物质晶体中均存在点缺陷。
当点缺陷的浓度（原子分数）较小时，点缺陷彼此分立存在；当点缺陷浓度增加时，点缺陷将发生相互作用形成复杂的缺陷团簇。
晶体中这类呈热力学平衡态且不被任何热处理或退火过程所消除的缺陷叫做本征点缺陷。
杂质点缺陷是由外来杂质进入晶体之中而产生的缺陷。
任何物质晶体都不可能达到纯净，总会掺杂其他成分，因此杂质缺陷也是材料中不可避免的一种重要缺陷形式。
2.点缺陷对材料加工的影响谷万里等对304不锈钢精密铸件进行研究，发现其内部出现的不规则截面点缺陷数量较少, 截面形状不规则, 尺寸在 0.01～0.1 mm 之间, 主要成分为碳、氧、铬、铁和镍, 其中碳元素含量较高。
该类缺陷的形成主要由于在脱蜡过程中蜡料有剩余, 燃烧后生成碳化物, 其防止措施是在脱蜡过程中注意死角部位的完全脱蜡。
对于圆形截面点缺陷, 数量较多, 截面呈圆形, 尺寸在 0.2～1 mm 之间, 主要成分为硅和锰的氧化物, 其形成原因是在熔炼过程中杂质的引入造成的。
其防止措施是适当提高熔炼时的功率,并增加除渣次数, 以获得纯净的金属液。
谷万里, 盛文斌. 304不锈钢精铸件点缺陷的形成与控制[J]. 热加工工艺, 2007, 01期:56-58. DOI:doi:10.3969/j.issn.1001-3814.2007.01.018.胡本芙等采用超高压电镜与离子加速器相连结的复合辐照装置,研究了注He对低活性eF一Cr一Mn(W,V)合金辐照产生的点缺陷及二次缺陷行为的影响.实验结果表明:辐照初期形成的点缺陷与He相互作用,进而影响二次缺陷(位错、位错环和空洞)的形成;He明显促进位错密度增大和空洞核心形成,并导致空洞肿胀增加.对辐照产生的点缺陷与He相互作用的机理进行了理论分析.得知He促进空洞肿胀增加,这是由于He促进位错密度增大,基体中尾间强度增加所致.辐照初期,促进高密度位错环形成,位错环彼此快速长大、相互缠绕,形成高密度位错网络,增大位错密度.)同时辐照空洞核心优先在位错线及位错环内部形成.胡本芙, 木下博嗣, 高桥平七郎. 氦对低活性Fe—Cr—Mn（W,V）合金焊接热影响区辐照损伤的影响[J]. 核科学与工程, 2003, 第1期:61-67. DOI:doi:10.3321/j.issn:0258-0918.2003.01.011.何姣等对不同点缺陷结构的二维声子晶体的带隙进行了理论研究，得到如下结论：（1）点缺陷态的最大带隙宽度要比完整态的最大带隙宽度大，正方柱 Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中（11）方向次近邻耦合的点缺陷的最大带隙宽度最大，为△ωα/2πc t=1.39，约为完整晶体最大带隙宽度的 5 倍；正方 Cu柱/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中也是（11）方向次近邻耦合的点缺陷的带隙宽度最大，为△ωα/2πc t=1.929，约为完整态最大带隙宽度的 7.65 倍；圆柱Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中（10）方向次近邻耦合的点缺陷最大带隙宽度最大，为△ωα/2πc t=0.546，约为完整态的 2.3 倍；（2）点缺陷的最低带隙相对宽度要比完整态的较大，正方柱 Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中，最低带隙相对宽度最大的是（10）方向耦合的点缺陷，为g=0.171429；正方 Cu 柱/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中也是（10）方向耦合的点缺陷的最低带隙相对宽度最大为g=1.644226；圆柱Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中（11）方向次近邻耦合的点缺陷的最低带隙相对宽度最大，为g=1.85348。
何姣. 点缺陷对二维声子晶体带隙的影响[D]. 云南师范大学, 2013.吕兴栋等采用高温固相法合成了具有不同点缺陷的发光粉样品。
光致发光和热致发光分析结果表明, DySr对长余辉发光性能有很大的影响, 可以作为具有合适深度的电子陷阱; 氧离子空位不能作为具有合适深度的电子陷阱, 但可增加电子陷阱Dy3+的深度;掺入晶格的Dy3+与Eu2+之间存在相互作用, 而且只有当DySr·与EuSr×之间的距离足够接近时, DySr·才能起到有效的电子陷阱的作用; VSr″可作为空穴陷阱,但VSr″浓度的变化不会引起长余辉发光性能的明显变化。
Sr Al2O4∶Eu2+, Dy3+晶格点缺陷的形成及其在发光材料中的作用吕兴栋* ,1 舒万艮2利用电子顺磁共振技术，发现Zn Ge P2晶体主要有三种类型的点缺陷，受主缺陷V－Zn和施主缺陷VOP及Ge+Zn，其中V－Zn是导致晶体近红外光学吸收的主要原因。
晶体额外光学吸收的方法; 最后，展望了围绕Zn Ge P2晶体点缺陷及光学性能将开展的究方向。
朱崇强等采用电子顺磁共振技术研究ZnGeP2晶体中的点缺陷.采用基于密度泛函理论的全势能线性muiff-nitn轨道组合法研究znGeP2晶体中的点缺陷,发现Zn Ge P2晶体主要有三种V及Ge+Zn，其中V－Zn是导致晶体近红外类型的点缺陷，受主缺陷V－Zn和施主缺陷OP光学吸收的主要原因。
结合光学吸收和电子顺磁共振的研究结果，确定Zn Ge P2晶体三个吸收带的形成机理，1．2 μm 附近的吸收带是由V－Zn内部跃迁形成的; 2．2 μm 附近的吸收带是由价带顶跃迁到V－Zn能级上形成的; 2．3 μm 附近的吸收带是由VOP能级跃迁到导带形成的。
热退火、高能电子束及γ射线辐照处理方法可以有效降低Zn Ge P2晶体的额外光学吸收，提高其光学性能，满足高效率频率转换应用的需要，除此之外，与小尺寸晶体相比，大尺寸晶体的吸收系数更小。
ZnGePZ晶体点缺陷的研究进展朱崇强,杨春晖,王猛,夏士兴,马天慧,吕维强作为一种半导体材料,ZnO的光电性能由其本征点缺陷和杂质点缺陷决定。
成鹏飞等综合分析了ZnO的点缺陷结构和p型化转变方面的主要研究成果,认为ZnO的n型导电性来源于本征点缺陷的结论合理。
尽管Ⅴ族元素掺杂是目前获得p-ZnO的最佳方法,但由于Ⅴ族元素在ZnO中的溶解度较低,且存在本征点缺陷的补偿及受主元素的自补偿,因而很难获得高电导的p-ZnO薄膜。
尤其是Ⅴ族元素掺杂获得的p-ZnO的稳定性较差,因此通过亚稳的点缺陷之间的相互作用实现相对较稳定的p-ZnO是Ⅴ族元素掺杂实现p型化转变的研究方向。
ZnO的点缺陷结构与p型化转变的研究进展＊成鹏飞,张英堂,余花娃金属间化合物B2-Ni Al =因具有密度低、熔点高、抗氧化性好以及较高的屈服应力而有望成为一种优良的高温结构材料. Ni Al中原子的热运动或其成分偏离化学计量比时均会引入“组分点缺陷”, 包括: 空位、反位和间隙原子三种类型[1]. 由于间隙原子的形成需要克服较高的能量势垒, 一般可以忽略间隙原子的作用, 因此空位与反位缺陷就成为金属间化合物中的主要点缺陷形式. 反位缺陷又称替代缺陷或反位原子, 是金属间化合物的本征点缺陷. 对Ni Al而言, 如果Ni 原子占据Al 原子的位置, 则称为Ni反位, 记作NiAl; 反之, 如果Al 原子占据Ni 原子的位置, 则称为Al 反位, 记作AlNi. Ni 原子空位记作V Ni, Al 原子空位记作VAl. Medvedeva 等人[2]曾用线性Mufin-Tin 轨道法计算B2-Ni Al 中的占位, Xie 等人[3]采用嵌入原子势计算B2-Ni Al 的点缺陷, Meyer 等人[4]采用ab initio 研究NiAl. Zhang 等人[5]采用微观相场法研究了畸变能对DO22-Ni3V 中反位缺陷的影响. 黄志伟等人[6]研究了Ni3Al 中反位缺陷的占位. 陈律等人[7]采用第一性原理研究Ni Al 中Ni 空位与Ni 反位对Ni Al 晶体力学性能的影响. Fu 等人[8]发现B2-Fe Al中的点缺陷能改善其室温塑性. 对空位和反位缺陷的B2-Ru Al 的Cauchy 压力研究[9]后发现点缺陷的存在使得Ru Al 的室温塑性比Ni Al 好. 由于B2-Ni Al 与B2-Ru Al 和B2-Fe Al 结构的相似性, 因而可以预见空位与反位缺陷也会对B2-Ni Al 合金的硬度、室温塑性等力学性能产生重要影响.本文系统研究了反位缺陷与空位对B2-Ni Al 的杨氏模量、Cauchy 压力、泊松比等力学性能的影响. 由于B2-Ni Al 常用作高温合金因此本文还分析了反位缺陷与空位对B2-Ni Al 的Debye 温度、比热、热膨胀系数等热学性能指标的影响。