矿物晶体的缺陷.pdf

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1、矿物岩石地球化学通报BulletinofMineralogy，PetrologyandGeochemistry·综述·V01．31No．2，Mar．2012矿物晶体的缺陷陈丰，李雄耀，王世杰1．中国科学院地球化学研究所，矿床地球化学国家重点实验室，贵阳550002；2．中国科学院地球化学研究所，环境地球化学国家重点实验室，贵阳550002摘要：晶体具有极其规则的原子结构。然而，大多数晶体物质不是完整的，原子排列的规则图像被晶体缺陷所破坏。本文列举不同类型的缺陷：点缺陷(空位、间隙离子、置换离子、反位缺陷、拓

2、扑缺陷、Schottky缺陷和Frenkel缺陷)、线缺陷(位错)、面缺陷(颗粒边界、小角晶界、反相畴和堆垛层错)和体缺陷(空洞和析出物)。关键词：矿物；晶体；缺陷；点缺陷；位错；石墨烯中图分类号：P573文献标识码：A文章编号：1007—2802(2012)02—0160—05Crystall0graphicDefectinMineralsCHENFeng，LIXiong—yao，WANGShi-jie1．StateKeyLaboratoryofOreDepositGeochemistry，Institu

3、teofGeochemistry，ChineseAcademyofSciences，Guiyang550002，China；2．StateKeyLaboratoryofEnvironmentalGeochemistry，InstituteofGeochemistry，ChineseAcademyofSciences，Guiyang550002，ChinaAbstract：Crystallinesolidshaveveryregularatomicstructures．However，mostcrystall

4、inematerialsarenotper—fect．theregularpatternofatomicarrangementmaybeinterruptedbycrystaldefects．Thevarioustypesofdefectsarelisthere：pointdefects(vacancics'~interstitialatoms，substitutionalatoms，antisitedefects，topologicaldefects，Schottkydefects，Frenkeldefe

5、cts)，Linedefects(dislocations)，planardefects(grainboundaries，anti—phaseboundaries，stackingfaults)，bulkdefects(voids，precipitates)．Keywords：minerals；crystal；defect；pointdefect；dislocation；graphene晶体是原子排列成的三维周期列阵。理想晶体力、介质组分浓度等变化而引起的；在晶体形成后，是由全同的结构单元(晶胞)在空间无限

6、重复而构成由于质点的热运动或者遭受应力作用能够产生新的的空间点阵，其中原子质点是严格按照空间点阵排缺陷。在地质条件下既能产生新的缺陷，也可以出列的。但在实际晶体上却往往存在着各种各样的结现晶体缺陷的迁移，以至于消失。构不完整现象。按缺陷的几何形状和涉及的范围，可以把晶体晶体缺陷(晶体结构的不完整现象)就是指实际缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷ll]，其晶体中与理想的点阵结构发生偏离的区域。通常实中点缺陷为最基本的。际晶体中晶体缺陷的数量是相当小的。但是，在遭1点缺陷(零维缺陷)受应力或辐射的作用下，晶

7、体缺陷可以积累，甚至形成局部的非晶质区，例如，变晶的锆石，和高压下斯点缺陷是在任何维度内几乎没有空间延伸的缺石英中沿解理出现的非晶质体。陷。点缺陷的缺陷尺寸处于原子大小的数量级上。晶体缺陷是在晶体生长过程中，由于温度、压对于“点”缺陷的定义没有严格的限定，但此术语主收稿日期：2011-03—03收到，05—19改回基金项目：国家863计划资助项目(2010AA122200)；中国科学院地球化学研究所前沿领域月球专项；国家自然科学基金资助项目(4080301940873055，40904051)第一作者简介：

8、陈丰(1933一)男，研究员，研究方向：矿物学、天体化学．矿物岩石地球化学通报161要用于描述涉及少量附加或丢失的原子，这些原子扑缺陷；纳米管内的StoneWales缺陷(StoneWales不具有有序(规则)结构。点缺陷包括：空位(Va—defect)由两个相邻的五连环和两个相邻的七连环cancy)、间隙原子(Interstitialparticle)、异类原子组成。(Foreignparticle)等，常用K