晶体缺陷知识是固体科学的基本组成部分，是材料科学和凝聚态物理等学科的基础内容之一，对物质的制备、性能和应用等研究均有基础性的作用。本书较为全面而系统地介绍了有关晶体点缺陷的基本知识、基本研究方法、基本理论应用及其相关的研究成果。全书共分10章：第1章对晶体学的基础知识进行了简要的概述；第2章较为系统地介绍了不同晶体物质的各种结构类型；第3章简述了晶体中的各类缺陷，重点是晶体中存在的不同点缺陷；第4章是晶体点缺陷在物理方面的描写，主要是点缺陷热力学和缺陷平衡浓度的表征；第5章是晶体点缺陷在化学方面的描写，主要是缺陷反应和平衡反应的处理；第6章和第7章分别叙述了固溶体中的点缺陷以及氧化物中的点缺陷；第8章和第9章则分别叙述了晶体发生扩散时点缺陷的作用以及金属氧化过程中的点缺陷行为；第10章集中介绍了关于晶体点缺陷的各种实验研究方法。
本书可以作为广大涉及固体科学的科研人员和工程技术人员的参考书，同时也可以作为高等院校材料及相关专业，如物理、化学、机械、冶金、建筑等高年级本科生和研究生选用的专业课教材。
样章试读
目录
- 前言
第1章 晶体学基础
1.1 引言
1.2 物态变化
1.3 晶体的宏观特征
1.4 非晶态与晶态之间的转化
1.5 晶体的空间点阵
1.5.1 晶体的特征和空间点阵
1.5.2 晶胞、晶系和点阵类型
1.5.3 布拉维点阵与复式点阵
1.5.4 晶胞(单胞)和原胞
1.6 晶面指数和晶向指数
1.6.1 三指数表示法
1.6.2 四指数表示法
1.7 晶面间距
1.8 晶带
1.9 准晶、非晶和液晶
1.9.1 准晶
1.9.2 非晶
1.9.3 液晶
第2章 晶体的结构
2.1 引言
2.2 布拉维格子
2.3 常见晶体结构及其几何特征
2.3.1 常见的晶体结构
2.3.2 几何特征
2.4 晶体结构中的间隙
2.5 晶体原子的堆垛方式
2.6 主要晶体结构类型
2.6.1 元素的晶体结构
2.6.2 纯金属的晶体结构
2.6.3 离子晶体结构
2.6.4 共价晶体结构
2.6.5 合金的晶体结构
2.6.6 几种重要的多元晶体结构
2.6.7 硅酸盐结构
2.7 晶体中的电子结构
2.7.1 晶体的结合键
2.7.2 固体中的电子状态
2.7.3 晶体中的电子能态
2.7.4 离子键与晶格能
2.7.5 轨道相互作用简介
2.7.6 固体中的能带
2.7.7 离子键近似
2.7.8 哈伯德(Hubbard)模型
2.8 晶体结构符号
第3章 晶体中的点缺陷
3.1 引言
3.2 晶体缺陷的类型
3.2.1 按几何形态分类
3.2.2 按缺陷来源分类
3.2.3 按热力学分类
3.3 点缺陷
3.3.1 亚晶格(亚点阵)的概念
3.3.2 点缺陷的名称
3.3.3 点缺陷的类型
3.3.4 本征缺陷和非本征缺陷
3.3.5 金属中的点缺陷
3.3.6 离子晶体和氧化物中的点缺陷
3.3.7 点缺陷对晶体性能的影响
3.3.8 离子晶体中的点缺陷与颜色
3.4 点缺陷的符号表示
3.4.1 符号表示的方法
3.4.2 特殊缺陷的说明
3.4.3 本征缺陷的再描述
3.5 线缺陷
3.5.1 刃位错(刃型位错)
3.5.2 螺位错(螺型位错)
3.5.3 位错的描述
3.6 面缺陷
3.6.1 表面
3.6.2 晶界
3.6.3 相界
3.6.4 堆垛层错
第4章 晶体点缺陷物理
4.1 引言
4.2 热平衡点缺陷的几何组态
4.2.1 热缺陷的基本类型
4.2.2 点缺陷的几何组态
4.3 热平衡点缺陷的统计理论
4.3.1 热力学依据
4.3.2 热力学假定
4.3.3 按统计理论处理热平衡缺陷
4.3.4 体积和振动频率改变的影响
4.3.5 点缺陷的平衡浓度
4.3.6 金属中热平衡点缺陷的浓度
4.4 点缺陷的形成能和形成熵
4.4.1 点缺陷的形成能
4.4.2 点缺陷的形成熵
4.5 点缺陷的运动和结合
4.5.1 点缺陷的迁移
4.5.2 点缺陷的结合
4.5.3 点缺陷的消失
4.6 点缺陷的迁移能和迁移熵
4.6.1 点缺陷的迁移能
4.6.2 点缺陷的迁移熵
4.7 金属中的淬火空位
4.7.1 加热时的空位浓度
4.7.2 淬火后的空位浓度
4.7.3 退火恢复
4.8 金属辐照产生的点缺陷
4.8.1 辐照效应
4.8.2 粒子碰撞
4.8.3 原子碰撞的级联过程
4.8.4 性能影响和辐照损伤
4.8.5 辐照后缺陷的回复
4.9 点缺陷对晶体性能的影响
4.9.1 对晶体密度的影响
4.9.2 对晶体电性能的影响
4.9.3 对晶体光性能的影响
4.9.4 对晶体比热容的影响
第5章 点缺陷化学
5.1 引言
5.2 点缺陷的基本知识
5.2.1 点缺陷的基本类型
5.2.2 点缺陷热力学
5.3 缺陷反应的表示
5.3.1 点缺陷反应式的规则
5.3.2 点缺陷反应式的合理选择
5.4 点缺陷平衡
5.4.1 本征缺陷
5.4.2 非本征缺陷
5.4.3 异价缺陷
5.4.4 非本征缺陷浓度与杂质浓度的关系
5.5 非整比化合物
5.5.1 非整比化合物的构成方式
5.5.2 非整比化合物的基本类型
5.5.3 非整比相的组成范围
5.5.4 非整比结构的能态
5.5.5 非整比缺陷平衡及其近似处理
5.5.6 与非整比缺陷相关的两个概念
5.5.7 非整比化合物的研究方法
5.6 基本缺陷反应
5.6.1 整比化合物的基本缺陷反应式
5.6.2 非整比化合物的基本缺陷反应式
5.7 点缺陷的缔合和缺陷簇
5.7.1 缔合缺陷的形成
5.7.2 缔合缺陷的性质
5.8 色心
5.8.1 色心的概念
5.8.2 色心的形成
5.8.3 色心的性质
第6章 固溶体中的点缺陷
6.1 引言
6.2 固溶体的特点
6.2.1 固溶体的形成
6.2.2 固溶体的基本特征
6.2.3 固溶体与其他构成的区别
6.2.4 固溶反应的书写
6.3 固溶体的类型
6.3.1 置换型固溶体和间隙型固溶体
6.3.2 连续固溶体和有限固溶体
6.3.3 无序固溶体和有序固溶体
6.4 置换型固溶体
6.4.1 影响置换型固溶体固溶度的因素
6.4.2 置换型固溶体的生成机制和“组分缺陷”
6.4.3 对置换型固溶体的总结
6.4.4 同质多晶和类质同晶
6.5 间隙型固溶体
6.5.1 间隙型固溶体的形成条件
6.5.2 常见的间隙型固溶体
6.6 固溶体的性能和作用
6.6.1 固溶体的物理性能
6.6.2 固溶体的力学性能
6.6.3 固溶体的稳定性
6.7 非整比化合物与固溶体的联系
6.8 固溶体的研究方法
6.8.1 X射线粉末衍射法
6.8.2 差热分析法
6.8.3 相图法
6.8.4 密度法
第7章 氧化物中的点缺陷
7.1 引言
7.2 氧化物结构与点缺陷
7.2.1 氧化物的晶体结构
7.2.2 氧化物中的点缺陷类型
7.3 氧化物缺陷平衡
7.3.1 点缺陷平衡热力学
7.3.2 氧化物中的点缺陷平衡
7.3.3 掺杂离子对点缺陷平衡的影响
7.3.4 缺陷平衡的能带理论
7.4 掺杂对氧化物缺陷性质的影响
7.4.1 在n型半导体氧化物中的掺杂
7.4.2 在p型半导体氧化物中的掺杂
7.5 复杂缺陷
7.5.1 缺陷簇
7.5.2 扩展缺陷
7.6 半导瓷
7.6.1 准化学反应
7.6.2 半导瓷的能带结构
7.6.3 BaTiO_3半导瓷缺陷研究(举例)
第8章 点缺陷与晶体扩散
8.1 引言
8.2 扩散规律和扩散方程
8.2.1 浓度梯度作用下的扩散
8.2.2 电位梯度作用下的扩散
8.3 原子扩散理论和扩散微观机制
8.3.1 扩散与原子的随机行走
8.3.2 菲克定律的微观形式及扩散系数D的微观表示
8.3.3 扩散的微观机制
8.4 扩散系数D和扩散激活能Q的热力学关系
8.4.1 原子激活几率和激活能的概念
8.4.2 间隙机制中D和Q的热力学关系
8.4.3 空位机制中D和Q的热力学关系
8.4.4 简单立方晶格空位机制的热力学关系
8.5 自扩散和杂质原子扩散
8.5.1 自扩散
8.5.2 杂质原子的扩散
8.6 扩散的影响因素
8.6.1 扩散介质结构与性质的影响
8.6.2 化学键的影响
8.6.3 结构缺陷的影响
8.6.4 温度的影响
8.6.5 杂质的影响
8.6.6 气氛及其他影响因素
8.7 离子晶体中的扩散
8.7.1 离子晶体中的缺陷
8.7.2 离子晶体的扩散机制
8.7.3 离子迁移率
8.7.4 离子电导率与扩散系数的关系
8.7.5 优势扩散
第9章 点缺陷与金属氧化
9.1 引言
9.2 氧化物中的扩散
9.2.1 扩散方程
9.2.2 扩散系数
9.2.3 扩散的微观机制
9.2.4 杂质在氧化物中的扩散
9.3 氧化物的电导率
9.4 氧化物的烧结和蠕变
9.4.1 氧化物的烧结
9.4.2 氧化物的蠕变
9.5 典型氧化物与缺陷相关的性质
9.5.1 铁的氧化物
9.5.2 高温氧化保护膜的扩散
9.6 金属的氧化机制
9.6.1 氧化机理
9.6.2 迁移机理
9.7 金属氧化动力学
9.7.1 氧化动力学规律的一般条件
9.7.2 氧化过程的抛物线生长理论
9.8 纯金属的高温氧化
9.8.1 镍的氧化
9.8.2 锌的氧化
9.8.3 形成离子导体的金属氧化
9.9 合金的高温氧化
9.9.1 Hauffe-Wagner理论
9.9.2 掺杂对合金氧化的作用
第10章 点缺陷实验研究
10.1 引言
10.2 衍射法
10.2.1 X射线衍射法
10.2.2 电子衍射和中子衍射
10.3 显微术
10.3.1 扫描隧道显微镜
10.3.2 高分辨电子显微术
10.3.3 场离子显微术
10.4 点缺陷浓度的测定
10.4.1 正电子湮灭
10.4.2 热膨胀法
10.5 点缺陷形成能和形成熵的测定
10.5.1 比热容实验法
10.5.2 热膨胀实验法
10.5.3 淬火实验法
10.6 空位形成能和迁移能的测定
10.6.1 电阻法
10.6.2 体积法
10.6.3 比热容法
参考文献
附录1 国际单位制(SI)
附录2 单位换算系数
附录3 基本常数表
附录4 元素的相对原子质量
附录5 有效离子半径
附录6 某些物质的标准摩尔生成热力学量及热容(25℃)
附录7 元素周期表
京公网安备 11010102004214号