空位的形成是由原子热振动引起的,理论上在T=0K条件下,熵为零(热力学第三定律),一个完整晶体中是应该没有空位的(理想状态下),此时系统的吉布斯自由能只有焓的贡献。当系统在一定温度T>0K时,原子的热振动增强,当某一原子具有足够大的振动能而使振幅增大到一定限度时,就可能克服周围原子对它的束缚,跳离其平衡位置,形成空位,空位的形成造成了一定程度的点阵畸变,使晶体的内能升高,降低了晶体的热力学稳定性。另一方面,一定量的空位会形成,增大了原子的混乱程度,从而增加系统的混合熵,进而降低整个系统的自由能G =U - TS。这两个相互矛盾的因素使得晶体中的点缺陷在一定温度下存在一定的平衡浓度。空位的数量取决于温度,不同温度都有相应的平衡空位浓度,对应在相应温度下最低系统自由能,C=Aexp(-Ev/KT)。所以说空位取决于温度,是热力学第二定律控制的(熵增过程)。
而位错取决于材料制备的过程(例如凝固过程,热、冷加工过程等等),位错的多少受过程参数的控制,所以没有平衡位错浓度之说,不是热力学控制的缺陷。从热力学考虑:ΔG=ΔU - TΔS,由于位错的存在,ΔU可上升几个以上电子伏特,而组态熵ΔS小,TΔS只有十分之几的电子伏特,所以位错的产生ΔG>0,不稳定。
(简答题)
为什么说点缺陷是热力学平衡缺陷,而位错是热力学不平衡缺陷?
正确答案
答案解析
略
相似试题
(简答题)
如何理解点缺陷是一种热力学平衡缺陷?
(简答题)
什么是缺陷不可见判据?如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量?
(简答题)
晶体的缺陷主要有哪些种类? 位错有哪两种形式,什么是伯格矢量?它们对材料的机械性能产生什么影响?
(填空题)
位错是()缺陷、晶界是()缺陷。
(填空题)
点缺陷的种类有:();位错属于(),提高位错密度是()的重要途径之一。
(简答题)
从微观上看,漩涡缺陷与位错蚀坑有什么区别?
(判断题)
位错是实际金属晶体的一种面缺陷。
(判断题)
空位、小角晶界、螺位错、堆垛层错都是晶体中的线缺陷。
(填空题)
实际金属中存在有()、()和()三类缺陷,位错属于()缺陷。