点缺陷对材料加工的影响摘要：随着航天航空、能源、汽车、电子和国防等领域尖端科学技术的持续发展，材料的服役环境也正变得越来越复杂，在它们的使用过程中很可能会出现大量的微裂纹、微孔洞等微缺陷。
这些缺陷不论是出现在材料的生产制备阶段还是在材料的服役过程中，都对材料的动态响应以及层裂损伤过程有着重要的影响。
点缺陷不仅在材料中普遍存在，而且又是最简单的一种缺陷形式，在实验中相对较易控制。
1.晶体缺陷筒介1.1缺陷的含义通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。
在理想晶体结构中，所有的质点严格按照空间点阵排列，处于平衡位置上。
然而，在任一温度下，实际晶体的原子排列都不会是完整的点阵，即晶体中一些区域的原子的正规排列遭到破坏而失去正常的相邻关系，这样便会产生晶体结构缺陷。
1.2缺陷的分类按缺陷的几何形状和涉及的范围，可以把晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其中点缺陷为最基本形式，其他的晶体缺陷都可以看成是由点缺陷构成的。
点缺陷又称零维缺陷，指缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺陷的尺寸都很小。
点缺陷包括空位、间隙质点、杂质质点三类。
正常结点位没有被原子或离子所占据，形成空结点，称为空位；原子或离子进入到晶体中正常结点之间的间隙位置，称为间隙质点；外来原子或离子进入晶格成为晶体中的杂质，这些杂质原子或离子可以取代原来晶格中的原子或离子而进入正常结点的位置，称为取代原子或离子，也可以进入本来就没有原子的间隙位置生成间隙式杂质质点。
1.3点缺陷产生的方式一般有两种方式：平衡点缺陷和过饱和点缺陷。
前者点缺陷浓度与温度密切相关，点缺陷属于热力学平衡的缺陷，后者通常有外来作用参与，如猝火和辖照等。
根据产生缺陷的原因，晶体缺陷也可分为三类：热缺陷、杂质缺陷和非化学计量结构缺陷。
热缺陷：当晶体的温度高于绝对零度时，由于晶格内原子的热运动会使一部分能量较大的原子离开平衡位置而造成缺陷，这类缺陷称为热缺陷。
热缺陷有两种基本形式：杂质缺陷和非化学计量缺陷；杂质缺陷是指由于外来原子进入晶体而产生的缺陷，分为间隙杂质原子和置换杂质原子，杂质缺陷的浓度与温度无关；非化学计量结构缺陷是指化学组成会明显的随着周围环境气氛的性质和压力大小的变化而发生组成偏离化学计量的现象，由此产生的晶体缺陷称为非化学计量缺陷，它是产生型半导体和型半导体的重要基础。
研宄表明，在绝对零度以上，任何物质晶体中均存在点缺陷。
当点缺陷的浓度（原子分数）较小时，点缺陷彼此分立存在；当点缺陷浓度增加时，点缺陷将发生相互作用形成复杂的缺陷团簇。
晶体中这类呈热力学平衡态且不被任何热处理或退火过程所消除的缺陷叫做本征点缺陷。
杂质点缺陷是由外来杂质进入晶体之中而产生的缺陷。
任何物质晶体都不可能达到纯净，总会掺杂其他成分，因此杂质缺陷也是材料中不可避免的一种重要缺陷形式。
2.点缺陷对材料加工的影响谷万里等对304不锈钢精密铸件进行研究，发现其内部出现的不规则截面点缺陷数量较少, 截面形状不规则, 尺寸在 0.01～0.1 mm 之间, 主要成分为碳、氧、铬、铁和镍, 其中碳元素含量较高。
该类缺陷的形成主要由于在脱蜡过程中蜡料有剩余, 燃烧后生成碳化物, 其防止措施是在脱蜡过程中注意死角部位的完全脱蜡。
对于圆形截面点缺陷, 数量较多, 截面呈圆形, 尺寸在 0.2～1 mm 之间, 主要成分为硅和锰的氧化物, 其形成原因是在熔炼过程中杂质的引入造成的。
其防止措施是适当提高熔炼时的功率,并增加除渣次数, 以获得纯净的金属液。
谷万里, 盛文斌. 304不锈钢精铸件点缺陷的形成与控制[J]. 热加工工艺, 2007, 01期:56-58. DOI:doi:10.3969/j.issn.1001-3814.2007.01.018.胡本芙等采用超高压电镜与离子加速器相连结的复合辐照装置,研究了注He对低活性eF一Cr一Mn(W,V)合金辐照产生的点缺陷及二次缺陷行为的影响.实验结果表明:辐照初期形成的点缺陷与He相互作用,进而影响二次缺陷(位错、位错环和空洞)的形成;He明显促进位错密度增大和空洞核心形成,并导致空洞肿胀增加.对辐照产生的点缺陷与He相互作用的机理进行了理论分析.得知He促进空洞肿胀增加,这是由于He促进位错密度增大,基体中尾间强度增加所致.辐照初期,促进高密度位错环形成,位错环彼此快速长大、相互缠绕,形成高密度位错网络,增大位错密度.)同时辐照空洞核心优先在位错线及位错环内部形成.胡本芙, 木下博嗣, 高桥平七郎. 氦对低活性Fe—Cr—Mn（W,V）合金焊接热影响区辐照损伤的影响[J]. 核科学与工程, 2003, 第1期:61-67. DOI:doi:10.3321/j.issn:0258-0918.2003.01.011.何姣等对不同点缺陷结构的二维声子晶体的带隙进行了理论研究，得到如下结论：（1）点缺陷态的最大带隙宽度要比完整态的最大带隙宽度大，正方柱 Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中（11）方向次近邻耦合的点缺陷的最大带隙宽度最大，为△ωα/2πc t=1.39，约为完整晶体最大带隙宽度的 5 倍；正方 Cu柱/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中也是（11）方向次近邻耦合的点缺陷的带隙宽度最大，为△ωα/2πc t=1.929，约为完整态最大带隙宽度的 7.65 倍；圆柱Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中（10）方向次近邻耦合的点缺陷最大带隙宽度最大，为△ωα/2πc t=0.546，约为完整态的 2.3 倍；（2）点缺陷的最低带隙相对宽度要比完整态的较大，正方柱 Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中，最低带隙相对宽度最大的是（10）方向耦合的点缺陷，为g=0.171429；正方 Cu 柱/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中也是（10）方向耦合的点缺陷的最低带隙相对宽度最大为g=1.644226；圆柱Fe/环氧树脂的正方形排列的声子晶体中（11）方向次近邻耦合的点缺陷的最低带隙相对宽度最大，为g=1.85348。
何姣. 点缺陷对二维声子晶体带隙的影响[D]. 云南师范大学, 2013.吕兴栋等采用高温固相法合成了具有不同点缺陷的发光粉样品。
光致发光和热致发光分析结果表明, DySr对长余辉发光性能有很大的影响, 可以作为具有合适深度的电子陷阱; 氧离子空位不能作为具有合适深度的电子陷阱, 但可增加电子陷阱Dy3+的深度;掺入晶格的Dy3+与Eu2+之间存在相互作用, 而且只有当DySr·与EuSr×之间的距离足够接近时, DySr·才能起到有效的电子陷阱的作用; VSr″可作为空穴陷阱,但VSr″浓度的变化不会引起长余辉发光性能的明显变化。
Sr Al2O4∶Eu2+, Dy3+晶格点缺陷的形成及其在发光材料中的作用吕兴栋* ,1 舒万艮2利用电子顺磁共振技术，发现Zn Ge P2晶体主要有三种类型的点缺陷，受主缺陷V－Zn和施主缺陷VOP及Ge+Zn，其中V－Zn是导致晶体近红外光学吸收的主要原因。
晶体额外光学吸收的方法; 最后，展望了围绕Zn Ge P2晶体点缺陷及光学性能将开展的究方向。
朱崇强等采用电子顺磁共振技术研究ZnGeP2晶体中的点缺陷.采用基于密度泛函理论的全势能线性muiff-nitn轨道组合法研究znGeP2晶体中的点缺陷,发现Zn Ge P2晶体主要有三种V及Ge+Zn，其中V－Zn是导致晶体近红外类型的点缺陷，受主缺陷V－Zn和施主缺陷OP光学吸收的主要原因。
结合光学吸收和电子顺磁共振的研究结果，确定Zn Ge P2晶体三个吸收带的形成机理，1．2 μm 附近的吸收带是由V－Zn内部跃迁形成的; 2．2 μm 附近的吸收带是由价带顶跃迁到V－Zn能级上形成的; 2．3 μm 附近的吸收带是由VOP能级跃迁到导带形成的。
热退火、高能电子束及γ射线辐照处理方法可以有效降低Zn Ge P2晶体的额外光学吸收，提高其光学性能，满足高效率频率转换应用的需要，除此之外，与小尺寸晶体相比，大尺寸晶体的吸收系数更小。
ZnGePZ晶体点缺陷的研究进展朱崇强,杨春晖,王猛,夏士兴,马天慧,吕维强作为一种半导体材料,ZnO的光电性能由其本征点缺陷和杂质点缺陷决定。
成鹏飞等综合分析了ZnO的点缺陷结构和p型化转变方面的主要研究成果,认为ZnO的n型导电性来源于本征点缺陷的结论合理。
尽管Ⅴ族元素掺杂是目前获得p-ZnO的最佳方法,但由于Ⅴ族元素在ZnO中的溶解度较低,且存在本征点缺陷的补偿及受主元素的自补偿,因而很难获得高电导的p-ZnO薄膜。
尤其是Ⅴ族元素掺杂获得的p-ZnO的稳定性较差,因此通过亚稳的点缺陷之间的相互作用实现相对较稳定的p-ZnO是Ⅴ族元素掺杂实现p型化转变的研究方向。
ZnO的点缺陷结构与p型化转变的研究进展＊成鹏飞,张英堂,余花娃金属间化合物B2-Ni Al =因具有密度低、熔点高、抗氧化性好以及较高的屈服应力而有望成为一种优良的高温结构材料. Ni Al中原子的热运动或其成分偏离化学计量比时均会引入“组分点缺陷”, 包括: 空位、反位和间隙原子三种类型[1]. 由于间隙原子的形成需要克服较高的能量势垒, 一般可以忽略间隙原子的作用, 因此空位与反位缺陷就成为金属间化合物中的主要点缺陷形式. 反位缺陷又称替代缺陷或反位原子, 是金属间化合物的本征点缺陷. 对Ni Al而言, 如果Ni 原子占据Al 原子的位置, 则称为Ni反位, 记作NiAl; 反之, 如果Al 原子占据Ni 原子的位置, 则称为Al 反位, 记作AlNi. Ni 原子空位记作V Ni, Al 原子空位记作VAl. Medvedeva 等人[2]曾用线性Mufin-Tin 轨道法计算B2-Ni Al 中的占位, Xie 等人[3]采用嵌入原子势计算B2-Ni Al 的点缺陷, Meyer 等人[4]采用ab initio 研究NiAl. Zhang 等人[5]采用微观相场法研究了畸变能对DO22-Ni3V 中反位缺陷的影响. 黄志伟等人[6]研究了Ni3Al 中反位缺陷的占位. 陈律等人[7]采用第一性原理研究Ni Al 中Ni 空位与Ni 反位对Ni Al 晶体力学性能的影响. Fu 等人[8]发现B2-Fe Al中的点缺陷能改善其室温塑性. 对空位和反位缺陷的B2-Ru Al 的Cauchy 压力研究[9]后发现点缺陷的存在使得Ru Al 的室温塑性比Ni Al 好. 由于B2-Ni Al 与B2-Ru Al 和B2-Fe Al 结构的相似性, 因而可以预见空位与反位缺陷也会对B2-Ni Al 合金的硬度、室温塑性等力学性能产生重要影响.本文系统研究了反位缺陷与空位对B2-Ni Al 的杨氏模量、Cauchy 压力、泊松比等力学性能的影响. 由于B2-Ni Al 常用作高温合金因此本文还分析了反位缺陷与空位对B2-Ni Al 的Debye 温度、比热、热膨胀系数等热学性能指标的影响。