晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)

第三節(jié)晶體結(jié)構(gòu)缺陷

ImperfectionsincrystalsW樣品的場(chǎng)離子(Fieldion)顯微分析照片晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!學(xué)習(xí)內(nèi)容1、點(diǎn)缺陷2、固溶體3、非化學(xué)計(jì)量化合物4、固溶體的研究方法5、線缺陷（位錯(cuò)）晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!NowWhatDoYouSee?VacancyInterstitial晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!缺陷種類Imperfections,Defects1、點(diǎn)缺陷（Pointdefects）：最簡(jiǎn)單的晶體缺陷，在結(jié)點(diǎn)上或鄰近的微觀區(qū)域內(nèi)偏離晶體結(jié)構(gòu)的正常排列。在空間三維方向上的尺寸都很小，約為一個(gè)、幾個(gè)原子間距，又稱零維缺陷。包括空位、間隙原子、雜質(zhì)、溶質(zhì)原子等。2、線缺陷（Lineardefects）：在一個(gè)方向上的缺陷擴(kuò)展很大，其它兩個(gè)方向上尺寸很小，也稱為一維缺陷。主要為位錯(cuò)。3、面缺陷（Interfacialdefects）：在兩個(gè)方向上的缺陷擴(kuò)展很大，其它一個(gè)方向上尺寸很小，也稱為二維缺陷。包括晶界、相界、孿晶界、堆垛層錯(cuò)等。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!1熱缺陷種類肖特基（Schottky）空位：原子遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點(diǎn)位置，使晶體內(nèi)部留下空位。弗倫克爾（Frenkel）缺陷：在晶體中形成數(shù)目相等的空位和間隙原子。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!缺陷濃度無論是弗倫克耳缺陷還是肖特基缺陷濃度均為下式：C=ns/N==exp[-E/(2kT)]影響缺陷濃度的主要因素:溫度和缺陷形成能。例如：NaCl晶體重形成間隙質(zhì)點(diǎn)能量為11.22~12.98×10-19J，而形成一個(gè)肖特基缺陷的能量只需3.20×10-19J。所以在NaCl晶體中，肖特基缺陷要比弗倫克耳缺陷多得多。注意：（1）在晶體中兩種缺陷往往同時(shí)存在，只不過一種為主。（2）缺陷形成能的數(shù)據(jù)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到，因此數(shù)據(jù)不全。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!錯(cuò)位原子間隙雜質(zhì)原子間隙陽離子 X M X M X M X M X X M M X L X M X M X M X

M X M X M X M X M X M X M X X M M X M X M X M X M X M X M X MMIXM陽離子空位陰離子空位晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!5.取代離子：當(dāng)外來雜質(zhì)L進(jìn)入MX晶體的主晶格位置時(shí)，成為取代離子，若占據(jù)M的位置則表示為L(zhǎng)M，若進(jìn)入間隙位置則表示為L(zhǎng)i，若取代負(fù)離子位置，則表示為L(zhǎng)X。6.自由電子（electron）與電子空穴(hole）分別用e，和h·來表示。其中右上標(biāo)中的一撇“'”代表一個(gè)單位負(fù)電荷，一個(gè)圓點(diǎn)“·”代表一個(gè)單位正電荷。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!【例】NaCl晶體中可能出現(xiàn)的點(diǎn)缺陷：Na+格點(diǎn)位置的空位，表示為。由于Na+的缺失，該空位缺陷的有效電荷數(shù)是0(+1)=1，所以上標(biāo)是一小撇。Cl格點(diǎn)位置的空位，表示為。Cl的缺失而出現(xiàn)的空位缺陷的有效電荷數(shù)是0(1)=+1，所以上標(biāo)是一小圓點(diǎn)。Na+處于間隙位置，表示為。缺陷的有效電荷就是Na+所帶的+1價(jià)電荷，所以上標(biāo)是一小圓點(diǎn)。9晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!8.締合中心電性相反的缺陷距離接近到一定程度時(shí)，在庫侖力作用下會(huì)締合成一組或一群，產(chǎn)生一個(gè)締合中心，VM和VX發(fā)生締合,記為（VMVX）。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!固溶體、化合物和混合物比較

（以AO溶質(zhì)溶解在B2O3溶劑中為例）固溶體化合物混合物形成方式反應(yīng)式化學(xué)組成混合尺度結(jié)構(gòu)相組成摻雜溶解B2-xAxO3-x/2原子（離子）尺度與B2O3相同均勻單相化學(xué)反應(yīng)AO＋B2O3＝AB2O4AB2O4原子（離子）尺度AB2O4型結(jié)構(gòu)單相機(jī)械混合AO＋B2O3均勻混合AO＋B2O3晶體顆粒態(tài)AO結(jié)構(gòu)＋B2O3結(jié)構(gòu)兩相有界面晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!二、置換固溶體A、形成置換固溶體的條件：（1）離子尺寸因素原因：相互替代的離子尺寸愈相近，則固溶體越穩(wěn)定。注意：這是形成連續(xù)固溶體的必要條件，而不是充分必要條件。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!3、MgO－FeO晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!3、電價(jià)因素只有離子價(jià)相同或復(fù)合替代離子價(jià)總和相同時(shí)，才可以形成連續(xù)置換固溶體。Ca2＋＋Al3＋＝Na＋＋Si4＋在硅酸鹽晶體中，常發(fā)生復(fù)合離子的等價(jià)置換，如Na++Si4+=Ca2++Al3+，使鈣長(zhǎng)石Ca[Al2Si2O6]和鈉長(zhǎng)石Na[AlSi3O8]能形成連續(xù)固溶體。又如，Ca2+=2Na+，Ba2+=2K+常出現(xiàn)在沸石礦物中。4、電負(fù)性電負(fù)性相近的組分易形成固溶體(<0.4)，差別較大的組分易生成化合物。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!（二）、注意事項(xiàng)

以上幾個(gè)影響因素，并不是同時(shí)起作用，在某些條件下，有的因素會(huì)起主要因素，有的會(huì)不起主要作用。

例如：rSi4+=0.26埃，rAl3+=0.39埃，相差達(dá)45%以上，電價(jià)又不同，但Si—O、Al—O鍵性接近，鍵長(zhǎng)亦接近，仍能形成固溶體，在鋁硅酸鹽中，常見Al3+置換Si4+形成置換固溶體的現(xiàn)象。

晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!三、間隙型固溶體

形成間隙型固溶體的條件

填隙式固溶體的固溶度仍然取決于離子尺寸、離子價(jià)、電負(fù)性，結(jié)構(gòu)等因素。1雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)大小即添加的原子愈小，易形成固溶體，反之亦然。2

晶體（基質(zhì)）結(jié)構(gòu)離子尺寸是與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系密切相關(guān)的，在一定程度上來說，結(jié)構(gòu)中間隙的大小起了決定性的作用。一般晶體中空隙愈大，結(jié)構(gòu)愈疏松，易形成固溶體。沸石>ThO2>TiO2>MgO晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!間隙型固溶體

原子半徑：H:0.046nmB:0.097nmC:0.077nmN:0.071nm2.5.2填隙型固溶體金屬和非金屬元素H，B，C，N等形成的固溶體一般都是間隙式的

17Chapter2StructureofMaterials晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!三固溶體類型的實(shí)驗(yàn)判別對(duì)于金屬氧化物系統(tǒng)，最可靠而簡(jiǎn)便的方法是寫出生成不同類型固溶體的缺陷反應(yīng)方程，根據(jù)缺陷方程計(jì)算出雜質(zhì)濃度與固溶體密度的關(guān)系，并畫出曲線，然后把這些數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)值相比較，哪種類型與實(shí)驗(yàn)相符合即是什么類型。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!二、缺陷反應(yīng)表示法

對(duì)于雜質(zhì)缺陷而言，缺陷反應(yīng)方程式的一般式：

晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!（1）位置關(guān)系：在化合物MaXb中，無論是否存在缺陷，其正負(fù)離子位置數(shù)（即格點(diǎn)數(shù)）的之比始終是一個(gè)常數(shù)a/b，即：M的格點(diǎn)數(shù)/X的格點(diǎn)數(shù)a/b。如NaCl結(jié)構(gòu)中，正負(fù)離子格點(diǎn)數(shù)之比為1/1，Al2O3中則為2/3。格點(diǎn)即陣點(diǎn)，亦即理想晶體中原子（或離子）所處的位置晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!缺陷方程的寫法（1）高價(jià)置換低價(jià)陽離子出現(xiàn)空位陰離子進(jìn)入間隙（2）低價(jià)置換高價(jià)陰離子出現(xiàn)空位陽離子進(jìn)入間隙（3）等價(jià)置換晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!例2：寫出CaCl2溶解在KCl中的缺陷反應(yīng)式3種可能性：Ca2+取代K+，Cl-進(jìn)入Cl-晶格位置：Ca2+取代K+，Cl-進(jìn)入間隙位置：Ca2+進(jìn)入間隙位置，Cl-占據(jù)晶格位置：22Chapter2StructureofMaterials晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!3、

固溶體形式判定例1

以添加了0.15molCaO的ZrO2固溶體為例。置換式固溶體：化學(xué)式CaxZrl~xO2-x即Ca0.15Zr0.85O1.85ZrO2屬立方晶系，螢石結(jié)構(gòu)，Z=4，晶胞中有Ca2+、Zr4+、O2-三種質(zhì)點(diǎn)。

x射線衍射分析晶胞常數(shù)a=5.131埃，晶胞體積V=a3=135.1×10-24cm3

晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!例2MgO屬NaCl型結(jié)構(gòu)，若有0.03molAl2O3摻雜到MgO中，試寫出兩種缺陷反應(yīng)方程式及固溶式，并計(jì)算MgO摻雜后的密度變化，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷缺陷方程的合理性。（原子量如下：Al：26.98，Mg：24.31，O:16：00）晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!說明：由于間隙固溶體的形成容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，且在MgO晶體中，所有的八面體空隙都被占據(jù)，僅剩下四面體空隙可供利用，因此Al3＋離子若想進(jìn)入，只有占據(jù)四面體空隙，這是比較難于實(shí)現(xiàn)的。

而空位形成

是比較容易的，因此置換型是比較合理的。

晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!把x=0.2帶入得固溶式為：填隙型：Ca0.8Y0.2F2.2空位型：Ca0.7Y0.2F2由于CaF2是面心立方密堆，有4個(gè)分子固密度分別為：Ρ間隙與實(shí)測(cè)值更接近，所以形成間隙固溶體晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!2、陽離子間隙型（n型）金屬離子過剩，形成間隙離子如ZnO在Zn蒸汽中造成Zn2＋離子過剩。ZnO是白色的，產(chǎn)生缺陷后變?yōu)辄S色，類似的還有ZnS。在紫外線下發(fā)出強(qiáng)烈的熒光。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!分析U3O8是UO3和U2O5的混合物晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!五、線缺陷LinearDefects

位錯(cuò)Dislocation

線缺陷即位錯(cuò)。晶體中的原子發(fā)生了有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。

特點(diǎn)：原子發(fā)生錯(cuò)排的范圍在一維方向上很大，是一個(gè)直徑為3～5個(gè)原子間距，長(zhǎng)數(shù)百個(gè)原子間距以上的管狀原子畸變區(qū)。

重要性：對(duì)金屬強(qiáng)度、塑性變形、擴(kuò)散和相變等有顯著影響。基本類型：刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)鈦合金（Titaniumalloy）中的位錯(cuò)。TEM51450x晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!刃型位錯(cuò)（edgedislocation）的特點(diǎn)刃型位錯(cuò)線為已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的分界線，它不一定是直線；

若額外半原子面位于晶體的上半部，則此處的位錯(cuò)線稱為正刃型位錯(cuò)（┴），反之，則稱為負(fù)刃型位錯(cuò)（┬）?；泼媸峭瑫r(shí)包括位錯(cuò)線和滑移矢量的平面，刃型位錯(cuò)的位錯(cuò)線和滑移矢量互相垂直，一個(gè)刃型位錯(cuò)所構(gòu)成的滑移平面只有一個(gè)；畸變區(qū)的原子平均能量較大，但只是一個(gè)有幾個(gè)原子間距寬、狹長(zhǎng)的管道。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!螺旋型位錯(cuò)（screwdislocation）的特點(diǎn)無額外半原子面，原子錯(cuò)排呈軸對(duì)稱；位錯(cuò)線附近原子旋轉(zhuǎn)方向不同，分右旋和左旋螺型位錯(cuò)；

位錯(cuò)線與滑移矢量平行，因此一定是直線；位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向互相垂直；螺型位錯(cuò)周圍的點(diǎn)陣發(fā)生彈性畸變，只有切應(yīng)變，無正應(yīng)變。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!一點(diǎn)缺陷PointDefects分類：1）晶格位置缺陷（熱缺陷）正常位置上的結(jié)點(diǎn)未出現(xiàn)原子，形成空位,本來不該有的地方出現(xiàn)了原子，稱為填隙原子。形成原因：熱起伏（主要是溫度變化）2）組成缺陷（雜質(zhì)缺陷）外來雜質(zhì)進(jìn)入晶格中。形成原因：雜質(zhì)引起3）電子缺陷（非化學(xué)計(jì)量化合物）晶體中某些個(gè)別電子處于激發(fā)態(tài)，離開原來位置形成自由電子形成原因：氣氛熱缺陷雜質(zhì)缺陷晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!兩種缺陷特點(diǎn)：（1）兩種離子半徑相差不大時(shí)形成肖特基缺陷，相差加大時(shí)形成弗倫克耳缺陷。（2）弗倫克耳缺陷體積不變，肖特基缺陷體積變大。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!2.點(diǎn)缺陷的表示方法本節(jié)介紹以下內(nèi)容：一、點(diǎn)缺陷的符號(hào)表征：Kroger-Vink符號(hào)二、缺陷反應(yīng)方程式的寫法晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!一、點(diǎn)缺陷的符號(hào)表征:Kroger-Vink符號(hào)以MX型化合物為例：1.正常結(jié)點(diǎn)的離子：用MM和XX表示。2.空位（vacancy）用V來表示，符號(hào)中的右下標(biāo)表示缺陷所在位置，VM含義即M原子位置是空的。3.間隙原子（interstitial）亦稱為填隙原子，用Mi、Xi來表示，其含義為M、X原子位于晶格間隙位置。4.錯(cuò)位原子錯(cuò)位原子用MX、XM等表示，MX的含義是M原子占據(jù)X原子的位置。XM表示X原子占據(jù)M原子的位置。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!7.帶電缺陷

在NaCl晶體中，取出一個(gè)Na+離子，會(huì)在原來的位置上留下一個(gè)電子e'，寫成VNa'，即代表Na+離子空位，帶一個(gè)單位負(fù)電荷。

同理，Cl－離子空位記為VCl·

，帶一個(gè)單位正電荷。即：VNa'=VNa＋e'，VCl·

=VCl＋h·。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!其它帶電缺陷：

1)CaCl2加入NaCl晶體時(shí)，若Ca2+離子位于Na+離子位置上，其缺陷符號(hào)為CaNa·

，此符號(hào)含義為Ca2+離子占據(jù)Na+離子位置，帶有一個(gè)單位正電荷。缺陷的有效電荷為(+2)(+1)=+1。如果Ca2+進(jìn)入間隙位置，則這種間隙式雜質(zhì)缺陷表示為。2)CaZr,,表示Ca2+離子占據(jù)Zr4+離子位置，此缺陷帶有二個(gè)單位負(fù)電荷。其余的缺陷VM、VX、Mi、Xi等都可以加上對(duì)應(yīng)于原陣點(diǎn)位置的有效電荷來表示相應(yīng)的帶電缺陷。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!二固溶體（雜質(zhì)缺陷）一、固溶體的概念和分類定義：兩種或兩種以上的組分，在固態(tài)條件下相互溶解形成的。組分高的稱為溶劑，組分含量低的稱為溶質(zhì)。固溶體即固體溶液。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!固溶體的分類1、按溶質(zhì)和溶劑來劃分連續(xù)固溶體：溶質(zhì)和溶劑可以按任意比例互相固溶不連續(xù)固溶體：溶質(zhì)只能以一定的比例和限度溶解于溶劑中。2、按照溶質(zhì)在溶劑中所占的位置來劃分置換固溶體：溶質(zhì)置換了正常位置上的質(zhì)點(diǎn)間隙固溶體：溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入溶劑晶體結(jié)構(gòu)間隙位置，成為間隙質(zhì)點(diǎn)。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!舉例：1、MgO－NiO2、MgO－CaO晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!2、晶體類型相同類型的晶體才可以形成連續(xù)固溶體例：Al2O3－Cr2O3（剛玉型）Mg2SiO4－Fe2SiO4（鎂橄欖石型）ThO2－UO2（CaF2型）MgO－FeO（NaCl型）可以形成連續(xù)置換固溶體CaO和ZrO2不能形成連續(xù)固溶體，但可以形成有限固溶體晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!5、溫度和壓力溫度升高有利于固溶體的形成例：鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石高溫下可以混溶，溫度降低時(shí)脫溶，形成條紋長(zhǎng)石。ΔH＝ΔU+PΔV晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!B、置換固溶體的組分缺陷產(chǎn)生原因：不等價(jià)置換舉例：氧化鈣穩(wěn)定氧化鋯富鋁尖晶石：晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!解釋：MgO：氧八面體間隙都已被Mg離子占滿，只有氧四面體間隙是空的。TiO2：有二分之一的八面體空隙是空的；CaF2：氟離子作簡(jiǎn)單立方排列，而正離子Ca2+只占據(jù)了有立方體空隙的一半，在晶胞中有一個(gè)較大的間隙位置。沸石：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有隧道型空隙，間隙就更大。對(duì)于同樣的外來雜質(zhì)原子，可以預(yù)料形成填隙式固溶體的可能性或固溶度大小的順序?qū)⑹欠惺?gt;螢石>TiO2>MgO．實(shí)驗(yàn)證明是符合的。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!3

電價(jià)因素外來雜質(zhì)原子進(jìn)人間隙時(shí)，必然引起晶體結(jié)構(gòu)中電價(jià)的不平衡，這時(shí)可以通過生成空位，產(chǎn)生部分取代或離子的價(jià)態(tài)變化來保持電價(jià)平衡。例如YF3加入到CaF2中：

當(dāng)F-進(jìn)入間隙時(shí)，產(chǎn)生負(fù)電荷，由Y3+進(jìn)入Ca2+位置來保持位置關(guān)系和電價(jià)的平衡。間隙式固溶體的生成，—般都使晶格常數(shù)增大，增加到一定的程度，使固溶體變成不穩(wěn)定而離解，所以填隙型固溶體不可能是連續(xù)的固溶體。晶體中間隙是有限的，容納雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的能力≤10%。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!1、理論密度計(jì)算計(jì)算方法:1）先寫出可能的缺陷反應(yīng)方程式；2）根據(jù)缺陷反應(yīng)方程式寫出固溶體可能的化學(xué)式由此可見，固溶體化學(xué)式的寫法至關(guān)重要3）由化學(xué)式可知晶胞中有幾種質(zhì)點(diǎn)，計(jì)算出晶胞中i質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量：據(jù)此，計(jì)算出晶胞質(zhì)量g：晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!1.寫缺陷反應(yīng)方程式應(yīng)遵循的原則與一般的化學(xué)反應(yīng)相類似，書寫缺陷反應(yīng)方程式時(shí)，應(yīng)該遵循下列基本原則：（1）位置關(guān)系（2）質(zhì)量平衡（3）電中性晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!（2）質(zhì)量平衡：與化學(xué)反應(yīng)方程式相同，缺陷反應(yīng)方程式兩邊的質(zhì)量應(yīng)該相等。需要注意的是缺陷符號(hào)的右下標(biāo)表示缺陷所在的位置，對(duì)質(zhì)量平衡無影響。（3）電中性：電中性要求缺陷反應(yīng)方程式兩邊的有效電荷數(shù)必須相等。晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!例1·寫出NaF加入YF3中的缺陷反應(yīng)方程式反應(yīng)方程式（1）：反應(yīng)方程式（2）：哪一個(gè)正確？晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!

例3、以CaO加入到ZrO2中為例，以1mol為基準(zhǔn)，摻入xmolCaO。形成置換式固溶體：

xxx則化學(xué)式為：CaxZrl~xO2-x形成間隙式固溶體：

2yyy則化學(xué)式為：Ca2yZr1-yO2x、y為待定參數(shù)，可根據(jù)實(shí)際摻入量確定。電中性檢驗(yàn)：2×(2Y)+4×(1-y)-2×2=0電中性檢驗(yàn)：2x+4(1-x)-2(2-x)=0晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!間隙式固溶體：化學(xué)式Ca2yZr1-yO2間隙式固溶體化學(xué)式為Ca0.15Zr0.925O2★

ρ實(shí)測(cè)=5.477g/cm3∴可判斷生成的是置換型固溶體。

晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!注意進(jìn)行電中性檢驗(yàn)晶體的結(jié)構(gòu)缺陷精簡(jiǎn)共59頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!例3、用0.2molYF3加入CaF2中形成固溶體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得固體的晶胞參數(shù)a0=0.55nm,測(cè)得固溶體密