第一章、第二章习题课.ppt

1、第一章 第二章 习题课,2、书写缺陷反应式应遵循的原则 3、缺陷浓度计算 4、固溶体的分类及形成条件 5、研究固溶体的方法,1、缺陷的分类,6、非化学计量化合物,点缺陷,热 缺 陷,杂 质 缺 陷,非化学计量结构缺陷（电荷缺陷）,Frankel缺陷 Schottky缺陷,非化学计量化合物类型：,阳离子填隙型,阴离子间隙型,阳离子空位型,阴离子缺位型,1. (a) 在CaF2晶体中，Frankel缺陷形成能为2.8eV，Schottky缺陷的生成能为5.5eV，计算在25和1600时热缺陷的浓度？ (b) 如果CaF2晶体中，含有106的YF3杂质，则在1600时， CaF2晶体中是热缺陷占优势

2、还是杂质缺陷占优势？说明原因。,解：(a) 由题可知， Frankel缺陷形成能 Schottky缺陷的生成能 由 知， Frankel缺陷浓度高，因而 是主要的。,2. 试写出下列缺陷方程,3. 高温结构材料Al2O3可以用ZrO2来实现增韧，也可以用MgO来促进Al2O3的烧结。 (a) 如加入0.2mol% ZrO2,试写出缺陷反应式和固溶分子式。 (b)如加入0.3mol% ZrO2和Xmol%MgO对进行复合取代，试写出缺陷反应式、固溶分子式及求出X值。,所以固溶分子式为：Al1.998Zr0.002O3.001,复合取代反应式为,1 : 1 1 : 1 : 1/2 : 1/2 0.

3、3%: X 0.3% : X : X/2 : 0.15%,根据电中性原则 X0.3%,所以固溶分子式为Al1.994Zr0.003Mg0.003O3,4. 非化学计量化合物FexO中，Fe3+/Fe2+0.1,求FexO中空位浓度及x值。 分析： FexO是Fe2O3溶解在FeO中的非化学计量化合物，先写出缺陷方程式，然后根据Fe3+/Fe2+0.1计算。,解：缺陷反应式：,1 : 2 : 1 a : 2a : a,5. 用ZrO2和0.25molCaO 制成固溶体，测得晶胞参数 a00.5153nm，密度为5.184g/cm3， ZrO2为萤石结构，问主要缺陷形式是何种？,分析：写出可能的缺

4、陷反应式及固溶体分子式，然后计算相应的理论密度，最后把计算密度与实测密度相比确定缺陷形式。,解：缺陷反应式,2 : 1 : 1 0.25 : 0.125 : 0.125 固溶分子式： Zr0.875Ca0.25O2,1 : 1 : 1 0.25 : 0.25 : 0.25 固溶分子式： Zr0.75Ca0.25O1.75,或,比较，看谁与接近即为所对应的缺陷类型。,6. 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。试写出缺陷反应方程(置换型)及化学式。,解：缺陷反应式为,2 : 2 : 1 0.5% : 0.5% : 0.25%

5、,1 : 2 0.02% : 0.04%,固溶体的化学式为： Al20.50.04%Ni0.5%Cr0.04%O30.25% 即 Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.9975,7. 填空题 (1) 晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积 ，晶体密度 ；而有Schottky缺陷时，晶体体积 ,晶体密度 。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时， 是主要的；两种离子半径相差大时， 是主要的。 (2) AgBr在适当温度时产生Frankel缺陷时，用缺陷反应表示为 ，Agi.= ；在MgO中形成Schottky缺陷时，缺陷反应式为 ， 。 (3) 少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随 Ca2+离子数/K