习题课章已完成

1、习题课章已完成4-2试述晶体构造中点缺陷的类型。以通用的表示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号。试举例写出CaCl2中Ca2+置换KCl中K+或进入到KCl间隙中去的两种点缺陷反响表示式。 解：晶体构造中的点缺陷类型：间隙原子、空位和杂质原子等三种。 在MX晶体中，间隙原子的表示符号为Mi或Xi；空位缺陷的表示符号为：VM或VX。杂质缺陷的表示符号为：AM或AX取代式以及Ai间隙式。当CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙而出现点缺陷，其缺陷反响式如下：当CaCl2中Ca2+置换KCl而出现点缺陷，其缺陷反响式如下：4-4a在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6ev，计算在25和1600时热缺陷的

2、浓度。 b如果MgO晶体中，含有百万分之一mol的Al2O3杂质，那么在1600时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。 解：a根据热缺陷浓度公式：G=6ev=61.60210-19=9.61210-19 (J) k=1.3810-23 (J/K) T1=25+273=298 (K) T2=1600+273=1873 (K)25oC1600b在MgO中参加百万分之一的Al2O3杂质，缺陷反响方程为： xx此时产生的缺陷为 杂质缺陷当参加10-6 Al2O3时，杂质缺陷的浓度为 ：10-6由a计算结果可知：在1873 K，热缺陷浓度=8.410-9显然： 杂质缺陷浓度热缺陷浓

3、度，所以在1873 K时杂质缺陷占优势。 4-6试写出在以下二种情况，生成什么缺陷？缺陷浓度是多少？1在Al2O3中，添加0.01mol%的Cr2O3，生成淡红宝石2在Al2O3中，添加0.5mol%的NiO，生成黄宝石。 1生成淡红宝石的缺陷反响式为：2生成黄宝石的缺陷反响式为： 缺陷浓度为：2X0.01=0.02 (mol%) 缺陷浓度为：(1/2)X0.5=0.025 (mol%)4-7非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物Fe1-xO及Zn1+xO的密度将发生怎样变化？增大？减少？为什么？铁空位的浓度和氧分压的1/6次方成正比，故当

4、周围分压增大时，铁空位浓度增加，晶体质量减小，那么Fe1-xO的密度也将减小。 间隙离子的浓度与氧分压的1/6次方成反比，故增大周围氧分压，间隙离子浓度减小，晶体质量减小，那么Zn1+xO的密度也将减小。 OO = 1 4-9 非化学计量氧化物TiO2-x的制备强烈依赖于氧分压和温度：1试列出其缺陷反响式。2求其缺陷浓度表达式。2缺陷浓度表达式:1试列出其缺陷反响式:4.10 试比较刃型位错和螺型位错的异同点。解：刃型位错和螺型位错的异同点见下表刃型位错和螺型位错的异同点刃型位错螺型位错与柏格斯矢量的位置关系柏格斯矢量与刃型位错线垂直柏格斯矢量与螺型位错线平行位错分类刃型位错有正负之分螺型位错

5、分为左旋和右旋位错是否引起晶体畸变和形成应力场引起晶体畸变和形成应力场，且离位错线越远，晶格畸变越小引起晶体畸变和形成应力场，且离位错线越远，晶格畸变越小位错类型只有几个原子间距的线缺陷只有几个原子间距的线缺陷第五章 固溶体 第一节 固熔体的分类 第二节 置换型固溶体 第三节 间隙型固溶体 第四节 固溶体的性质 第五节 固溶体的研究方法5.1 试述影响置换型固溶体的固溶体的条件。从晶体稳定性考虑，相互替代的离子尺寸愈相近，那么固溶体愈稳定。假设以r1和r2分别代表半径大和半径小的两种离子的半径。当它们半径差(r1 - r2)30%时，不能形成固溶体。形成连续固溶体的两个组分必须具有完全一样的晶

6、体构造。构造不同最多只能生成有限固溶体。只有离子价一样或复合替代离子价总和一样时，才可能形成连续置换型固溶体。电负性相近，有利于固溶体的生成。解：1、 离子尺寸因素2、晶体的构造类型3、离子的电价因素4、电负性因素5.2 从化学组成、相组成考虑，试比较固溶体与化合物、机械混合物的差异。固溶体、化合物和机械混合物比较比较项固溶体化合物机械混合物化学组成B2-xAxO3-x/2(x=02)AB2O4AO+B2O3相组成均匀单相单相两相有界面5.3 试说明固溶体、晶格缺陷和非化学计量化合物三者之间的异同点。列出简明表格比较。1、形成原因2、形成条件3、缺陷反响举例4、固溶式5、溶解度5-4试写出少量

7、MgO掺杂到Al2O3中和少量YF3掺杂到CaF2中的缺陷方程。a判断方程的合理性。b写出每一方程对应的固溶式 判断缺陷方程的合理性：在这两组方程中，从结晶化学的晶体稳定性考虑，在离子晶体中除萤石型晶体构造可以产生间隙型固溶体外，由于离子晶体中阴离子严密堆积，间隙阴离子或阳离子都会破坏晶体的稳定性。因而间隙型缺陷在离子晶体中除萤石型较少见。上述四个方程以和较合理。但正确的判断必须用固溶体密度测定法来决定。5-5 一块金黄色的人造刚玉，化学分析结果认为，是在Al2O3中添加了0.5molNiO和0.02mol%Cr2O3。试写出缺陷反响方程(置换型)及化学式。解：缺陷反响式为 2 : 2 : 1

8、 0.5% : 0.5% : 0.25% 1 : 2 0.02% : 0.04% 固溶体的化学式为： Al20.50.04%Ni0.5%Cr0.04%O30.25% 即 AlNiCrO5-9用0.2mol YF3参加CaF2中形成固溶体，实验测得固溶体的晶胞参数a=0.55nm，测得固溶体密度=3.64g/cm3，试计算说明固溶体的类型？元素的相对原子质量：Y=88.90；Ca=40.08；F=19.00将x=0.2代入上述固溶式得：置换型固溶体分子式为CaYF2 间隙型固溶体分子式为CaYF由1与2计算值与实测密度=3.64g/cm3比较，2值接近3.64g/cm3，因此0.2mol YF3

9、参加CaF2中形成间隙型固溶体1=2=第六章 熔体和非晶态固体 第一节 熔体的构造 第二节 熔体的性质 第三节 玻璃的通性 第四节 非晶态固体形成 第五节 玻璃的构造 第六节 玻璃实例 说明熔体中聚合物形成的过程.解：聚合物的形成是以硅氧四面体为根底单位，组成大小不同的聚合体。可分为三个阶段：初期：熔融石英的分化解聚过程架状SiO4的断裂；中期：聚合物的变形和缩聚；后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚，到达平衡缩聚平衡6.2 简述影响熔体黏度的因素.答：影响熔体黏度的主要因素：温度和熔体的组成。1温度的影响：随温度降低，熔体黏度按指数关系递增。2组成的影响： a、 O/Si比 b、氧化物

10、一价、二价、三价、四价6.3 名词解释(并比较其异同) 晶子学说和无规那么网络学说 单键强分化和缩聚 网络形成剂和网络变性剂比较：上述两种假说的观点正在逐步靠近。比较统一的看法是：玻璃是具有近程有序、远程无序构造特点的无定形物质。目前双方对于无序与有序区大小、比例和构造等仍有分歧。 晶子学说和无规那么网络学说晶子学说： 玻璃内是由无数“晶子组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域。它们分散在无定形介质中，晶子向无定形局部过渡是逐渐完成的，二者没有明显界限。无规那么网络学说：但凡称为玻璃态的物质与相应的晶体构造一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是离子多面体构筑起来的。晶体构造网是由多面体无

11、数次有规律重复而构成，而玻璃中构造多面体重复没有规律性。网络形成剂：正离子为网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即凡氧化物单键强度335kJmol称为网络形成剂。 网络变性剂： 正离子称为网络变性离子，其单键强度1 Al3+被视为网络形成离子，Z=4 Y=2Z2R2(42.007)3.986对2玻璃， Na2O/Al2O312.1/4.87 1 Al3+被视为网络形成离子，Z=4 X2RZ22.07840.156Y=ZX40.1563. 844讨论： 1玻璃 Y1 3.986 , 2玻璃 Y2 即有：Y1 Y2 所以在高温下 1玻璃 粘度 2玻璃 粘度 6-7 在SiO2中应参加多少Na2

12、O,使玻璃的O/Si2.5，此时析晶能力是增强还是削弱？解；假定引入的Na2O的mol含量为 x ， 那么SiO2的mol含量为 1x此时析晶能力增强。补充1 SiO2 熔体的粘度在1000时为1015，在1400时为108， 玻璃粘滞的活化能是多少？解：(a) 对 0exp(E/kT)取对数得： Ln Ln 0 E/kT 令 A Ln 0 B E/k 那么Ln A B/T 将 、T值代入上式 B85828活化能EBk858281.3810231.181018(J/个)粘滞的活化能=1.1810-186.021023补充2 有一组二元硅酸盐熔体，其R值变化规律如下，写出熔体一系列性质的变化规律(用箭头表示) R2； 2.5 ； 3 ; 3.5 ; 4(1) 游离碱含量(2) O/Si (3) 低聚合物数量(4) 熔体粘度(5) 形成玻璃能力(6) 析晶能力大小6.10 解释硼酸盐玻璃的硼反常现象。解答:硼反常现象:随着Na2O(R2O)含量增加，桥氧数增大，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量到达15%16%时，桥氧又开场减少，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 硼反常现象原因：当数量不多的碱金属氧化物同B2O3一起熔融时，碱金属所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作为非桥氧出现在构造中