晶體結構缺陷

1、第二章 晶 體 結 構 缺 陷2-1 (a) 在MgO晶體中，肖特基缺陷的生成能為6 ev,計算在25和1600時熱缺陷的濃度。（b） 如果MgO晶體中，含有百萬分一的Al2O3雜質(zhì)，則在1600時，MgO晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢還是雜質(zhì)占優(yōu)勢？說明原因。2-2 對某晶體的缺陷測定生成能為84千焦摩爾，計算該晶體在1000K和1500K時的缺陷濃度。2-3 非化學計量化合物FexO中，F(xiàn)e3/Fe20.1，求FexO中空位濃度及x值。2-4 非化學計量缺陷的濃度與周圍氣氛的性質(zhì)、壓力大小相關，如果增大周圍氧氣的分壓，非化學計量化合物Fe1xO及Zn1xO的密度將發(fā)生怎樣的變化？增大？減小？為什么？

2、2-7 有兩個相同符號的刃位錯，在同一滑移面上相遇，它們將排斥抑或吸引？2-8 在簡單立方結構中，在同一滑移面上畫出柏格斯矢量相反的兩個平行的螺位錯。并說明這些位錯為什么能夠吸引在一起而相互抵消。2-9 晶界有小角度晶界與大角度晶界之分，大角度晶界能用位錯的陳列來描述嗎？請解釋。2-10晶格常數(shù)等于0.361nm的面心立方晶體計算其20的對稱傾斜晶界中的位錯間距。2-11 試闡明固溶體、晶格缺陷和非化學計量化合物三者間的異同點。列出簡明表格比較。2-12 在面心立方空間點陣中，面心位置的原子數(shù)比立方體頂角位置的原子數(shù)多三倍。原子B溶入原子A的面心立方晶格中形成置換型固溶體，其成分應該是A3B呢

3、還是A2B？為什么？2-13 Al2O3在MgO中將形成有限固溶體，在低共熔溫度（1995）時，約有18wtAl2O3溶入MgO，MgO單位晶胞減小。試預計下列情況下密度的變化。 (a)A13+為該隙離子， (b) A13為置換離子。2-14 對磁硫鐵礦進行化學分析，按分析數(shù)據(jù)的Fe/S計算，得出兩種可能的成分：Fe1S和FeS1，前者意味著是Fe空位的缺陷結構，后者是Fe被置換。設想一種實驗方法以確定該礦物究竟屬于哪一類成分。2-15 如果（1）溶劑和溶質(zhì)原子的原子半徑相差超過±15，（2）兩元素的電負性相差超過±0.4，通常這一對元素不利于形成置換型周溶體，其中前一因素

4、往往起主導作用。（a） 僅根據(jù)提供的資料（右表）提出哪一對金屬大概不會形成連續(xù)固溶體： TaW，PtPb，CoNi，CoZn，TiTa。（b） 參考有關金屬手冊校核預計的正確性。2-16 對于MgO、Al2O3和Cr2O32O3和Cr2O3形成連續(xù)固溶體。（a）這個結果可能嗎？為什么？（b）試預計，在MgOCr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限還是很大的？為什么？2-17 列出MgO, CaO，Al2O3和TiO2四種氧化物的正離子半徑、電負性及晶體結構類型。（a） 按離子大小、離子價、結構類型、電負性以及場強等因素，預計下列各個由氧化物構成的二元系統(tǒng)中，生成固溶體及中間相（化合物的狀況：MgOCaO

5、，MgOTiO2，MgOAl2O3、CaOAl2O3，CaOTiO2，Al2O3TiO2。（b） 查閱各個二元系統(tǒng)相圖，校核預計結果的正確性。2-18 計算各個晶體結構中的最大空隙。（a）螢石（CaF2）結構（b）金紅石(TiO2)結構（c）鈣鈦礦(CaTiO3)結構。2 -19 A原子半徑為0.07nm，X原子半徑為0.125nm，Y原子半徑為0.180nm。A原子分別溶入X原子晶格（面心立方）及Y原子晶格（體心立方）中，均形成填隙型固溶。經(jīng)X射線分析證實，A原子只進入兩種晶格的八面體空隙中，試回答，A原子在哪個原子晶格中溶解得多？（提示：面心立方結構的最大間隙是八面體空隙，體心立方結構的最

6、大間隙是四面體空隙，其八面體空隙半徑為0.155r）。2-20 一塊金黃色的人造黃玉，化學分析結果認為，是在Al2O3中添加了0.5molNiO和0.02molCr2O3試寫出缺陷反應方程（置換型）及化學式。2-21 ZnO是六方晶系，a=3.242Å，c=5.195Å，每個晶胞中含2個ZnO分子，測得晶體密度分別為5.74,5.606g/cm3,求這兩種情況下各產(chǎn)生什么型式的固溶體？2-22 CeO2為螢石結構，其中加入15mol % CaO形成固溶體，測得固溶體密度=6.45g/cm3，晶格參數(shù)a05.417Å，問：主要缺陷形式如何？2-23 假定空位周圍沒有晶格弛豫如何預測PO2和T與（a）Fe1-xO，（b）UO2+x及（c）Zn1+xO的密度的關系。2-24 預計1000時在ZrO2摻入12mo1CaO的締合物濃度（H 30，H是靜態(tài)介電常數(shù)）2-25 將晶態(tài)固體中