材料科學導論
三. 結晶構造與缺陷

 

1. 完美結晶 (Perfect Crystals)
        
      A.  七大晶系 (Seven Crystal Systems)
                   (a) 結晶軸 (crystallographic axes) [5 only?]
                   (b) 米勒係數 (Miller indices)
 
      B.  金屬的結晶構造 (Crystal structures of metals)
                   (a) 面心立方構造 (fcc) ─ [ 附:立體圖的表示法。]
                   (b) 體心立方構造 (bcc)
                   (c) 六方最密堆積 (hcp)
                   (d) 16種最常見金屬之結晶構造與半徑
 
      C.  其他結晶構造 (Other crystal structures)
                   (a) 配位數與陰陽離子半徑比
                   (b) 簡單離子晶體構造:NaCl, Wurtzite, Zinc blend, Diamond, Fluorite, Perovskite,
                                                         CsCl, Spinel。
                   (c) 矽酸鹽類礦物構造
 

 

2. 結晶缺陷 (Crystallographic Defects)
 
      A.  熱振動 (Thermal Vibrations)
                   (a) 大多數固態金屬原子之振動頻率(Debye frequency) 與振幅。
                   (b) 任一瞬間,各原子的振動頻率與振幅會不同,呈現一分佈。
 
       B 點缺陷 (Point defects)
                   (a) 空位 (vacancies)
                   (b) 插入物 (interstitials)
                   (c) 不純物 (isolated impurites) ─ 置換與插入
 
       C.  線缺陷 (Line defects--dislocations) [1-D]
                   (a) 刃差排 (edge dislocations) ─ 構造與受力移動方式。
                   (b) 螺旋差排 (screw dislocations) ─ 構造與受力移動方式。
                   (c) 混合差排 (mixed dislocations) ─ 構造。
                   (d) Burgers向量與Burgers迴路
                   (e) 陶瓷材料有沒有差排? ─ NaCl 的例子。
 
       D 面缺陷 (Surface defects) [2-D]
                   (a) 內部面缺陷—晶界 (internal surfaces – grain boundary)
                          晶界的種類 ─ 高角度與低角度晶界。
                          晶界的表示法 ─ 差排間的晶格距離(D), Σ = D 。  其中的D = b / θ 。
                                                   ( b = 晶格之單位長度;θ = 兩晶體之夾角。)
                          例:示意圖中之晶界為 Σ = 7 。
                   (b) 外部面缺陷 (external surfaces)

 

          問 題:碳的第四種結構?
          問 題:結晶有沒有五次對稱?
          問 題:為什麼鐵絲愈折愈硬?


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