在金屬晶體中，由于晶體形成條件、原子熱運(yùn)動及其他各種因素的影響，原子規(guī)則排列受到破壞，呈現(xiàn)出不完整，通常把這種區(qū)域稱為晶體缺陷。根據(jù)晶體缺陷的幾何特征，三種主要的晶體缺陷可分為點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。

1）點(diǎn)缺陷

最常見的點(diǎn)缺陷有晶格空位、置換原子和間隙原子，如圖1．2．3所示。由于點(diǎn)缺陷的出現(xiàn)使周圍的原子出現(xiàn)“撐開”或“靠攏”的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為晶格畸變。晶格畸變的存在，使金屬產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。晶體性能發(fā)生變化，如強(qiáng)度、硬度和電阻增加，體積發(fā)生變化，它也是強(qiáng)化金屬的手段之一。

圖1．2．3　點(diǎn)缺陷示意圖

2）線缺陷

線缺陷主要是指位錯。位錯的形式很多，其中最常見的一種形式是刃型位錯，如圖1．2．4所示。刃型位錯的表現(xiàn)形式是在晶體的某一晶面上，多出一排原子面，它好像一把刀刃插入晶體中，使該晶面上、下兩部分晶體間產(chǎn)生錯排現(xiàn)象，故稱為刃型位錯。在位錯線附近一定范圍內(nèi)，晶格發(fā)生了畸變。

位錯的存在對金屬的力學(xué)性能有很大的影響，例如，當(dāng)金屬材料處于退火狀態(tài)時，位錯密度較小，強(qiáng)度最低；若金屬材料經(jīng)過冷變形加工后，位錯密度增大，提高了金屬的強(qiáng)度。

圖1．2．4　晶體中刃型位錯示意圖

圖1．2．5　晶界的過渡層結(jié)構(gòu)示意圖

3）面缺陷

面缺陷通常是指晶界。實(shí)際金屬材料都是多晶體結(jié)構(gòu)，在多晶體中兩個相鄰晶粒之間的晶格位向是不同的，所以晶界處的原子的排列是不規(guī)則的，它是從一種位向逐漸過渡到另一種位向的過渡層，如圖1．2．5所示。由于晶界處的原子排列不規(guī)則，使晶格處于畸變的狀態(tài)，因而在常溫下晶界對金屬的塑性變形起阻礙作用，即晶界處有較高的硬度和強(qiáng)度。當(dāng)晶粒越細(xì)小時，晶界的面積越多，對金屬塑性變形的阻礙越大，金屬的強(qiáng)度和硬度也越高。此外，晶界處原子擴(kuò)散速度較快，熔點(diǎn)低和容易被腐蝕等。