题目
【简答题】实际金属有哪些晶体缺陷 ? 这些缺陷对性能有何影响 ?
【简答题】实际金属有哪些晶体缺陷 ? 这些缺陷对性能有何影响 ?
题目解答
答案
实际金属的晶体缺陷有空位和间隙原子(点缺陷)、位错(线缺陷)、晶界和亚晶界(面缺陷)。 晶体缺陷引起晶格畸变,在晶体的强度、硬度、塑性和扩散及其他结构问题中起主要作用。
解析
晶体缺陷是实际金属晶体中常见的结构不完整性,按几何特征分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。这些缺陷通过引起晶格畸变,显著影响金属的力学性能(如强度、硬度、塑性)和物理性能(如扩散速率)。解题核心在于分类缺陷类型并关联其对性能的作用。
晶体缺陷类型
- 点缺陷:包括空位(晶格点缺少原子)和间隙原子(外来原子挤入晶格间隙),尺寸小但数量多。
- 线缺陷:主要是位错(晶体平面的局部错配),如刃型位错和螺型位错。
- 面缺陷:包括晶界(相邻晶粒边界)和亚晶界(单晶粒内分隔亚晶界的界面)。
对性能的影响
- 强度与硬度:缺陷通过晶格畸变阻碍位错运动,提高强度和硬度(如晶界强化)。
- 塑性与韧性:位错密度高会降低塑性;晶界可能成为裂纹扩展路径,降低韧性。
- 扩散速率:缺陷为原子扩散提供快速通道,加速扩散过程。
- 其他性能:如电阻率增加(空位散射电子)、磁性能改变等。