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編輯推薦

　　本書較為全麵而係統地介紹瞭有關晶體點缺陷的基本概念、基本知識、基本研究方法、基本理論應用及其相關的一些研究結果。本書既屬於學科基礎性質的讀物，同時又能指導相關的實踐。通過對本書的閱讀，使讀者對晶體缺陷有一個比較全麵和係統的認識，特彆是對晶體點缺陷的瞭解。可以藉助於晶體點缺陷的知識，去研究晶體的相關性質，解決相關方麵的問題，從而在晶體材料的實際應用以及晶體材料的性能改進等方麵開展一些工作(這是最具有實質意義的工作，因為物質的應用纔是研究的最終目標，而性能研究則為其應用奠定基礎)。所以，本書的讀者對象可以是廣大涉及固體科學的科研工作者和工程技術人員，也可以作為高等院校材料類和相關專業，如物理、化學、機械、冶金、建築等高年級本科生和研究生的專業課教材。

內容簡介

　　晶體缺陷知識是固體科學的基本組成部分，是材料科學和凝聚態物理等學科的基礎內容之一，對物質的製備、性能和應用等研究均有基礎性的作用。《晶體點缺陷基礎》較為全麵而係統地介紹瞭有關晶體點缺陷的基本知識、基本研究方法、基本理論應用及其相關的研究成果。全書共分10章：第1章對晶體學的基礎知識進行瞭簡要的概述；第2章較為係統地介紹瞭不同晶體物質的各種結構類型；第3章簡述瞭晶體中的各類缺陷，重點是晶體中存在的不同點缺陷；第4章是晶體點缺陷在物理方麵的描寫，主要是點缺陷熱力學和缺陷平衡濃度的錶徵；第5章是晶體點缺陷在化學方麵的描寫，主要是缺陷反應和平衡反應的處理；第6章和第?章分彆敘述瞭固溶體中的點缺陷以及氧化物中的點缺陷；第8章和第9章則分彆敘述瞭晶體發生擴散時點缺陷的作用以及金屬氧化過程中的點缺陷行為；第10章集中介紹瞭關於晶體點缺陷的各種實驗研究方法。
　　《晶體點缺陷基礎》可以作為廣大涉及固體科學的科研人員和工程技術人員的參考書，同時也可以作為高等院校材料及相關專業，如物理、化學、機械、冶金、建築等高年級本科生和研究生選用的專業課教材。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 晶體學基礎
1．1 引言
1．2 物態變化
1．3 晶體的宏觀特徵
1．4 非晶態與晶態之間的轉化
1．5 晶體的空間點陣
1．5．1 晶體的特徵和空間點陣
1．5．2 晶胞、晶係和點陣類型
1．5．3 布拉維點陣與復式點陣
1．5．4 晶胞(單胞)和原胞
1．6 晶麵指數和晶嚮指數
1．6．1 三指數錶示法
1．6．2 四指數錶示法
1．7 晶麵間距
1．8 晶帶
1．9 準晶、非晶和液晶
1．9．1 準晶
1．9．2 非晶
1．9．3 液晶

第2章 晶體的結構
2．1 引言
2．2 布拉維格子
2．3 常見晶體結構及其幾何特徵
2．3．1 常見的晶體結構
2．3．2 幾何特徵
2．4 晶體結構中的間隙
2．5 晶體原子的堆垛方式
2．6 主要晶體結構類型
2．6．1 元素的晶體結構
2．6．2 純金屬的晶體結構
2．6．3 離子晶體結構
2．6．4 共價晶體結構
2．6．5 閤金的晶體結構
2．6．6 幾種重要的多元晶體結構
2．6．7 矽酸鹽結構
2．7 晶體中的電子結構
2．7．1 晶體的結閤鍵
2．7．2 固體中的電子狀態
2．7．3 晶體中的電子能態
2．7．4 離子鍵與晶格能
2．7．5 軌道相互作用簡介
2．7．6 固體中的能帶
2．7．7 離子鍵近似
2．7．8 哈伯德(Hubbard)模型
2．8 晶體結構符號

第3章 晶體中的點缺陷
3．1 引言
3．2 晶體缺陷的類型
3．2．1 按幾何形態分類
3．2．2 按缺陷來源分類
3．2．3 按熱力學分類
3．3 點缺陷
3．3．1 亞晶格(亞點陣)的概念
3．3．2 點缺陷的名稱
3．3．3 點缺陷的類型
3．3．4 本徵缺陷和非本徵缺陷
3．3．5 金屬中的點缺陷
3．3．6 離子晶體和氧化物中的點缺陷
3．3．7 點缺陷對晶體性能的影響
3．3．8 離子晶體中的點缺陷與顔色
3．4 點缺陷的符號錶示
3．4．1 符號錶示的方法
3．4．2 特殊缺陷的說明
3．4．3 本徵缺陷的再描述
3．5 綫缺陷
3．5．1 刃位錯(刃型位錯)
3．5．2 螺位錯(螺型位錯)
3．5．3 位錯的描述
3．6 麵缺陷
3．6．1 錶麵
3．6．2 晶界
3．6．3 相界
3．6．4 堆垛層錯

第4章 晶體點缺陷物理
4．1 引言
4．2 熱平衡點缺陷的幾何組態
4．2．1 熱缺陷的基本類型
4．2．2 點缺陷的幾何組態
4．3 熱平衡點缺陷的統計理論
4．3．1 熱力學依據
4．3．2 熱力學假定
4．3．3 按統計理論處理熱平衡缺陷
4．3．4 體積和振動頻率改變的影響
4．3．5 點缺陷的平衡濃度
4．3．6 金屬中熱平衡點缺陷的濃度
4．4 點缺陷的形成能和形成熵
4．4．1 點缺陷的形成能
4．4．2 點缺陷的形成熵
4．5 點缺陷的運動和結閤
4．5．1 點缺陷的遷移
4．5．2 點缺陷的結閤
4．5．3 點缺陷的消失
4．6 點缺陷的遷移能和遷移熵
4．6．1 點缺陷的遷移能
4．6．2 點缺陷的遷移熵
4．7 金屬中的淬火空位
4．7．1 加熱時的空位濃度
4．7．2 淬火後的空位濃度
4．7．3 退火恢復
4．8 金屬輻照産生的點缺陷
4．8．1 輻照效應
4．8．2 粒子碰撞
4．8．3 原子碰撞的級聯過程
4．8．4 性能影響和輻照損傷
4．8．5 輻照後缺陷的迴復
4．9 點缺陷對晶體性能的影響
4．9．1 對晶體密度的影響
4．9．2 對晶體電性能的影響
4．9．3 對晶體光性能的影響
4．9．4 對晶體比熱容的影響

第5章 點缺陷化學
5．1 引言
5．2 點缺陷的基本知識
5．2．1 點缺陷的基本類型
5．2．2 點缺陷熱力學
5．3 缺陷反應的錶示
5．3．1 點缺陷反應式的規則
5．3．2 點缺陷反應式的閤理選擇
5．4 點缺陷平衡
5．4．1 本徵缺陷
5．4．2 非本徵缺陷
5．4．3 異價缺陷
5．4．4 非本徵缺陷濃度與雜質濃度的關係
5．5 非整比化閤物
5．5．1 非整比化閤物的構成方式
5．5．2 非整比化閤物的基本類型
5．5．3 非整比相的組成範圍
5．5．4 非整比結構的能態
5．5．5 非整比缺陷平衡及其近似處理
5．5．6 與非整比缺陷相關的兩個概念
5．5．7 非整比化閤物的研究方法
5．6 基本缺陷反應
5．6．1 整比化閤物的基本缺陷反應式
5．6．2 非整比化閤物的基本缺陷反應式
5．7 點缺陷的締閤和缺陷簇
5．7．1 締閤缺陷的形成
5．7．2 締閤缺陷的性質
5．8 色心
5．8．1 色心的概念
5．8．2 色心的形成
5．8．3 色心的性質
……

第6章 固溶體中的點缺陷
第7章 氧化物中的點缺陷
第8章 點缺陷與晶體擴散
第9章 點缺陷與金屬氧化
第10章 點缺陷實驗研究
參考文獻
附錄1國際單位製(SI)
附錄2單位換算係數
附錄3基本常數錶
附錄4元素的相對原子質量
附錄5有效離子半徑
附錄6某些物質的標準摩爾生成熱力學量及熱容(25℃)
附錄7元素周期錶

精彩書摘

　　1.4非晶態與晶態之間的轉化
　　給定組分的非晶體比相應的晶體有更高的能量，即晶態取吉布斯自由能小的狀態，而非晶態的吉布斯自由能總是高於晶態。非晶態是一種亞穩狀態，所以非晶態固體總有嚮晶態轉化的趨勢，即非晶態固體在一定溫度下會自發地結晶，轉化到穩定性更高的晶體狀態。但當溫度不夠高時，非晶態中的原子（離子）的運動幅度較小，加之晶化所需晶核的形成和生長都較睏難，因此非晶態嚮晶態的轉化就不易發生。
　　吉布斯自由能較高的非晶態轉化到吉布斯自由能較低的晶態，需剋服一定的勢壘。轉變過程也可能分幾步進行，中間經過某些過渡的亞穩態，而不是直接轉變成穩定性高的晶態。從非晶態嚮晶態的轉變帶有突變的特徵，一般伴隨有幅度不大的體積變化，同時會釋放齣相變的熱能（相變熱）。
　　相對於處在能量最低的熱力學平衡態的結晶相而言，非晶態材料是處於亞穩態的，但從動力學上往往難以達到晶狀基態。實際上，非晶態一旦形成就能夠保持很長時間。例如，碳原子結閤的最低能量形態是石墨，通常溫度和壓力下石墨是穩定的熱力學相，而金剛石則是亞穩相。盡管如此，實際上金剛石能夠長期存在而不會轉化為石墨。
　　晶態嚮非晶態的轉化，是基於外界作用而産生的。例如，材料錶麵的研磨和破碎過程中的機械能可以導緻晶體材料的非晶化，衝擊波對於晶體材料的非晶化作用則更強。自然界中強烈的機械衝擊作用也可引起晶體非晶化的現象。在小塊隕石墜落造成的隕石坑裏，在阿波羅飛船和登月自動車帶迴的月球岩石樣品中，均發現有非晶化的痕跡。這些都是機械能的作用使晶體晶格中形成大量缺陷，當缺陷數量超過一定限度時晶體的長程有序性就會消失。

前言/序言

　　物質的性能是由其內部結構所決定的，材料的所有物理和化學性質都取決於其精確結構與顯微組織，所以，材料的性質必然與其缺陷結構及缺陷濃度相關。在高於0K時，任何物質內部的原子都存在著熱運動，這種熱運動會導緻原子對其平衡位置的偏離。此外，由於製備條件和環境因素等方麵的影響，材料中總會含有一定量的雜質，盡管有時是很微量的，但總會受到力的作用。可見，實際的晶體材料結構中都會存在各種偏離理想晶體點陣的現象，這就是晶體中的缺陷，包括從原子、電子水平的微觀缺陷（點缺陷）到顯微缺陷（綫缺陷、麵缺陷、體缺陷）。晶體材料的許多性質，如光學性質、電學性質、磁學性質、力學性質等，都與固體的缺陷結構密切相關。各種功能材料，如半導體材料、光導材料、發光材料、熱電材料、熱敏材料等的物理性能都與固體中的點缺陷密切相關。可以說，控製瞭材料的缺陷就可以控製材料的性質，控製瞭固體中的點缺陷就可以控製功能材料的使用性能。因此，研究晶體中的點缺陷，掌握晶體點缺陷的基本知識，對於改進晶體材料的性質、提高晶體材料的性能、拓寬晶體材料的應用和開發新型的功能材料，都具有深遠的意義。
　　如上所述，實際晶體中存在缺陷是不可避免的現象，其中，位錯、晶界、錶麵等缺陷已被人們廣泛、深入而係統地研究，不但有大量的著作對其進行瞭詳細的論述，同時在很多的相關教材，如固體物理、金屬物理、材料科學基礎、固體理論、晶體缺陷等中也有相當全麵的介紹。而晶體中的原子空位、間隙原子和置換原子等所謂點缺陷是晶體缺陷中最為簡單和最為基本的類型，但該類對物質研究同樣具有重要作用的缺陷似乎還沒有得到同等程度的關注，其有關內容顯得比較零散和缺乏足夠的總體性和係統性。有些專著雖然涉及這些內容，但大都是用少量或部分的篇幅提及，其中或者分量很少，或者隻是討論一些專門的問題。相關教材的情況也同樣如此。
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