2.Frenkel缺陷3.杂质原子4.色心二、线缺陷三、面缺陷如果晶格缺陷是发生在晶体中的一个面上，则称为面缺陷。常见的面缺陷有：晶粒间界、挛晶界、小角晶界和层错等。所谓层错是指晶体原子层的堆积发生错误，如在面心立方晶体（fcc）中，原子层的堆积次序为：···ABCABC···，如出现···ABCABABC···，则我们说发生了层错。此外，还有体缺陷，如：空洞、气泡和包裹物等。§4.2热缺陷一、热缺陷的平衡数目由于晶体中出现空位，系统自由能的改变为：F＝U－TS这里，U＝n1u1，而根据统计物理：S＝kBlnW其中W为系统可能出现的微观状态数。设晶体中没有空位时，系统原有的微观状态数为W0，由于出现空位，系统的微观状态数增加W1，假设W0和W1相互独立，有W＝W0W1所以，S＝S0＋S＝kBlnW=kBlnW0+kBlnW1于是有S＝kBlnW1达到平衡时，2.间隙原子的平衡数目同理，设晶体中间隙原子位置的总数为N’，形成一个间隙原子所需的能量为u2，平衡时晶体中的间隙原子数为n2（设n2<<N’），那么，在一定温度下，间隙原子的平衡数目为：同样的道理，可求出晶体中Frenkel缺陷的平衡数目为：二、热缺陷的运动由上式可以看出，空位的运动与温度有密切的依赖关系，温度越高，空位的运动就越快。有时，上式也可写成2.间隙原子的运动同理可得：其中，E2为间隙原子运动所需克服的势垒，20为间隙原子试图越过势垒的频率，可以认为是间隙原子的振动频率。也可写成§4.3晶体中原子的扩散若扩散系数与浓度无关，有约束条件：初始条件和边界条件分别为：——误差函数二、扩散的微观机制与扩散第一定律相比，可得扩散系数的微观表达式为空位机制{2.间隙原子机制需要指出的是，实际上，影响扩散系数的因素很多，如晶体的其他缺陷：位错、层错、晶粒间界等都对扩散过程有影响。而各种影响因素主要都是通过影响扩散激活能Q表现出来的，所以我们说，在研究原子的扩散过程中，扩散激活能是一个非常重要的物理量。§4.4位错d：原子层间距，x：原子的相对位移，G：切变模量问题：当x为多大时，会发生范性形变？初略估算：只有当x与d可比拟时或为d的某个分数时才会发生滑移。xd，其中为一分数。精细的理论计算：~1/30。对于一般金属：G~105kg/cm2，由此可估算出使金属发生滑移的临界切应力的理论值应为：103~104kg/cm2。但实验发现，在一般情况下，金属临界切应力的实验值c实验~1kg/cm2，与理论值相差3~4个数量级。为了解决这一矛盾，有人提出了关于滑移机制的假说。最主要的思想是认为滑移不是在整个晶面同时发生的，而是先在某个局部区域发生，然后滑移区域逐渐扩大，直至整个晶面出现宏观滑移。注意到当出现局部滑移时，在已出现滑移和未出现滑移的交界处，上下两半部的两层原子数不同，局部的周期性受破坏，这种晶格缺陷集中在滑移区的边界线附近，这种线缺陷就是刃位错。滑移过程是滑移区不断扩大的过程，而位错线正是滑移区的边界线，所以，滑移过程就表现为位错在滑移面上的运动过程。由于位错本身是动力学的非稳定平衡，因此，在外力的作用下非常容易发生运动。理论计算表明，位错运动所需的临界切应力为10kg/cm2的数量级。这已相当接近于金属临界切应力的实验值了。现已知道，几乎所有晶体中都存在位错，而正是这些位错的运动导致金属在很低的外加切应力的作用下就出现滑移。因此，可以得出结论，晶体中位错的存在是造成金属强度大大低于理论值的最主要原因。且现已证明，不含位错的金属晶须的确具有相当接近于理论值的强度。位错的定义：Burgers矢量不为零（b0）的线缺陷。因此，位错密度就等于单位晶体表面上的位错露头数。