晶体缺陷导入教程

普通高等教育“十四五”规划教材

本书非常适合于少学时学习晶体缺陷基本知识的入门课程教学，可作为高等院校物理类、化学类、材料类和核科技类等相关学科的高年级本科生和研究生选用的专业课教材，同时也可供涉及固体科学的广大科研人员参考阅读。

晶体缺陷知识属于固体科学的基本组成部分，对物质的制备、性能和应用等研究均可产生重要的作用。本书简要介绍晶体缺陷的基本知识，主要是比较系统地讨论晶体缺陷中最基本的形式即晶体点缺陷，呈现其基本知识、基本研究方法及基本理论应用，内容包括晶体缺陷的概念、点缺陷的类型、点缺陷的形成、点缺陷的表征、点缺陷热力学、点缺陷的运动、点缺陷的反应、点缺陷的平衡、点缺陷的作用、点缺陷的有关计算等。

1 晶体的基本概念

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

1.6 准晶、非晶和液晶

思考和练习题

2 晶体的基本结构

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

2.4 晶体结构中的间隙及原子堆垛

2.5 晶体中的电子结构

思考和练习题

3 晶体的主要结构类型

3.1 引言

3.2 元素的晶体结构

3.3 纯金属的晶体结构

3.4 离子晶体结构

3.5 共价晶体结构

3.6 合金的晶体结构

3.7 几种重要的多元晶体结构

3.8 硅酸盐结构

思考和练习题

4 晶体中的缺陷

4.1 引言

4.2 晶体缺陷的类型

4.3 点缺陷的相关概念

4.4 典型晶体中的点缺陷

4.5 点缺陷对晶体性能的影响

4.6 点缺陷的符号表示

思考和练习题

5 点缺陷物理1：基本部分

5.1 引言

5.2 热平衡点缺陷及其组态

5.3 热平衡点缺陷的统计理论依据

5.4 热平衡统计理论的近似处理

5.5 按吉布斯自由能的处理

5.6 点缺陷的形成能和形成熵

思考和练习题

6 点缺陷物理2：拓展部分

6.1 引言

6.2 点缺陷的运动

6.3 点缺陷迁移与结合

6.4金属中的淬火空位

6.5 金属辐照产生的点缺陷

6.6 点缺陷对晶体性能的影响

思考和练习题

7 点缺陷化学1：基本部分

7.1 引言

7.2 点缺陷基本知识回顾

7.3 缺陷反应的表示

7.4 点缺陷平衡

7.5 整比化合物的基本缺陷反应

7.6 点缺陷的缔合与色心

思考和练习题

8 点缺陷化学2：拓展部分

8.1 引言

8.2 非整比化合物

8.3 非整比缺陷反应与平衡

8.4 氧化物与点缺陷

8.5 氧化物缺陷平衡

8.6 掺杂对氧化物缺陷性质的影响

思考和练习题

9 固溶体中的点缺陷

9.1 引言

9.2 固溶体的特点

9.3 固溶体的类型

9.4 置换型固溶体

9.5 间隙型固溶体

9.6 固溶体的性能和作用

9.7 非整比化合物与置换型固溶体的联系

9.8 固溶体的研究方法

思考和练习题

10 点缺陷实验研究方法

10.1 引言

10.2 衍射法

10.3 显微术

10.4 点缺陷浓度的测定

10.5 点缺陷形成能和形成熵的测定

10.6 空位迁移能的测定

思考和练习题

附录

附录1 国际单位制（SI基本单位）

附录2 单位换算系数

附录3 基本常数

附录4 元素的相对原子质量

附录5 有效离子半径

附录6 元素周期表

参考文献