固體化學(xué)-固溶體教學(xué)課件

上一講主要內(nèi)容回顧施主缺陷、受主缺陷與附加能級(jí)缺陷化學(xué)方程式及其書寫規(guī)則非化學(xué)計(jì)量化合物及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)四種類型的非化學(xué)計(jì)量化合物思考題1.圓體可以相互愴解嗎?為什么?固嵱體:指在固態(tài)條件下一種組元(組分)“熔解”了其他組元而形成的單相晶態(tài)固體。2.你在生活中遇到過(guò)或用過(guò)圓嫦體材料嗎?壓電陶瓷、氧傳感器、氧泵、燃料電池超高溫發(fā)熱體、生物陶瓷等。第三章固溶體固體:指在圓態(tài)條件下一種組元(組分)“途解”了其他組元而形成的草相晶態(tài)圓體一般把圄躥體中合量較高的組元稱為主晶體、基質(zhì)或嵱劑,其他組元稱為熔質(zhì)。固嵱體普遍存在于無(wú)機(jī)固體材料中。固溶體的分類3.1圄體的分類1.按雜質(zhì)在圄體中的位置A取代(置換)型國(guó)嵱體:雜質(zhì)原子或離子直接代替母體結(jié)構(gòu)中帶相同電性的原子或離子。固溶體的分類絕火部分圄愴體屬于此種類型。如:MgO-CaO、Al,O3-Cr,O3、MgO-C0OMgO-CoO:均為NaCl結(jié)構(gòu),Mg2+:0.72ACo2+:0.66,MgO:a=4213A,Co0:a=4.60A,MgO中Mg2位置可無(wú)限的被C2+取代。固溶體的分類B填陳型嵱體:嵱質(zhì)原子進(jìn)入主晶體晶格的間陳位置。在金屬體糸中比較常見(jiàn),如原子半徑較小的H、C、B、N等進(jìn)入金屬晶格的問(wèn)陳。固溶體的分類2.按雜質(zhì)原子/離子在晶體中嵱解度劃分:A無(wú)限國(guó)嵱體、連續(xù)圓嵱體、完全互嵱圄2體B有限圓嵱體、不連姎圄嵱體、部分互嵱圄熔體取代型固溶體3.2取代型圓嵱體從熱力學(xué)的觀點(diǎn),雜質(zhì)原子進(jìn)入晶格將引起墑增養(yǎng)導(dǎo)致體無(wú)自由能下降。因此當(dāng)T>0K附,任何外來(lái)雜質(zhì)均有一定的嵱解度。取代型圊嵱體嵱解度的影響因素以及影響程度,至今仍不能嚴(yán)格的定量計(jì)算,但已有若干經(jīng)驗(yàn)定律可供參考。高子尺守因素321離子尺寸因素15%規(guī)則:當(dāng)原子(離子)半徑之差大于15%射形成的愴體的圓度通常是有限的。(-90%左右的準(zhǔn)確性)。小于15%,可以形成連續(xù)圄體。15%的計(jì)算方法:(R1R2)/R1(R1>R2)Au:Al,Ox-Cr,OxAl3+:0.53A;Cr3+:0.62A按AⅠ3+:(0.62-0.53)/0.53=16.7%按Cr3+:(0.62-0.53)/0.62=14.5%Al2O3Cr2O3生成連姎型嵱體高子尺守因素條統(tǒng)離子半徑半徑差(R1R2)/R1情況AMgO-NiOMg2+6.60.45.7連續(xù)固嵱體Ni2+7.0NiO-CaONi2+7.03.030.0有限圄躥體2+10.0MgO-BeOMg2+6.63.959.0很有限固嵱體2.7BeO-CaOBe2+2.7