晶体结构课后习题含答案 下载本文

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请写出两种固溶体的化学式,并通过计算密度,判断生成的是哪一种固溶体。

答案

1、解:钠原子空位;钠离子空位,带一个单位负电荷;氯离子空位,带一个单位正电荷;最邻近的Na+空位、Cl-空位形成的缔合中心;Ca2+占据K.位置,带一个单位正电荷;Ca原子位于Ca原子位置上;Ca2+处于晶格间隙位置。

2、解:(1)NaCl(2)CaCl2(3)O

NaCa’+ ClCl + VCl·

CaNa· + 2ClCl + VNa’

VNa’ + VCl· VAg’ + Agi·

(4)AgAg

3、解:设有缺陷的MgO晶胞的晶胞分子数为x,晶胞体积V=(4.20)3,x=ρVN0/M=3.96,单位晶胞的肖脱基缺陷数=4-x=0.04。

4、解:(a)根据热缺陷浓度公式 n/N=exp(-E/2RT),E=6eV=6×1.602×10-19=9.612×10-19J,

T=298k:n/N=1.92×10-51,T=1873k:n/N=8.0×10-9; (b)在MgO中加入百万分之一的AL2O3,AL2O3

2ALMg· + VMg’’ + 3OO,

∵[AL2O3]= 10-6,∴[杂质缺陷]=3×10-6/2=1.5×10-6,∴比较可知,杂质缺陷占优。

5、解:n/N=exp(-E/2RT),R=8.314,T=1000k:n/N=6.4×10-3;T=1500k:n/N=3.5×10-2。

6、解:Fe2O3

2FeFe· + 3OO + VFe’’

y 2y y

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Fe3+2yFe2+1-3yO,

X=1-y=1-0.0435=0.9565,Fe0.9565O

[VFe’’]=

==2.22×10-2

7、解:Zn(g)Zni· + e’, Zn(g) + 1/2O2 = ZnO , Zni· + e’+ 1/2O2

ZnO , [ZnO]=[e’], ∴PO2O2(g)

[Zni·]

ρ

OO + VFe’’ + 2h

k=[OO][ VFe’’][h·]/PO21/2=4[OO][ VFe’’]3/ PO21/2 , [ VFe’’] ∝PO2-1/6, ∴ PO2

8、解:刃位错:位错线垂直于错线平行于

9、略。

10、解:排斥,张应力重叠,压应力重叠。

11、解:晶界对位错运动起阻碍作用。

12、解:不能,在大角度晶界中,原子排列接近于无序的状态,而位错之间的距离可能只有一、两个原子的大小,不适用于大角度晶界。

13、解:(1)原子或离子尺寸的影响,△r<15%时,可以形成连续固溶体;△r=15%~30%时,只能形成有限型固溶体;△r>30%很难或不能形成固溶体;△r

位错线垂直于位错运动方向;螺位错:位

[ VFe’’]

ρ

位错线平行于位错运动方向。

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愈大,固溶度愈小;(2)晶体结构类型的影响,只有两种结构相同和△r<15%时才是形成连续固溶体的充分必要条件;(3)离子类型和键性,相互置换的离子类型相同,化学键性质相近,容易形成固溶体体;(4)电价因素,不等价置换不易形成连续固溶体。

14、解: 固溶体 机械混合物 化合物 原子间相互反映生成 单相均匀 遵守定比定律 形成原因 以原子尺寸“溶解”生成 粉末混合 相数 单相均匀 多相 / 有几种混合物就有多少化学组成 化学计量 不遵守定比定律 化学组成 不确定 确定 15、解:固溶体、晶格缺陷、非化学计量化合物都是点缺陷,是晶体结构缺陷,都是单相均匀的固体,结构同主晶相。 热缺陷——本征缺陷;固溶体——非本征缺陷; 分类 形成形成原因 条件 缺陷反应 化学式 溶解度、缺陷浓度 热肖特基 缺弗伦克陷 尔 热起伏 T>0k OMMVM’’+ Vx·· Mi··MX MX + VM’’ 只受温度控制 固溶体 无限,有限,置换,间隙 搀杂 溶解 大小,电负性,电 无:受温度控制 有:搀杂量<固溶度 受温度控制 搀杂量>固溶度 受固溶度控制 .

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价,结构 非化学阳缺 计阴间 量阳间 化阴缺 合物

16、略。

17、解:设AL2O3、MgO总重量为100g,则AL2O318g,MgO82g, 溶入MgO中AL2O3的mol数:AL2O3 mol%=

=0.08=8%, MgO

环境中气愤性质和压力变化 Fe1-xO UO2+x Zn1+xO TiO2_x [h·]∝PO2-1/6 [Oi’’] ∝PO2-1/6 [Zni··] ∝PO2-1/6 [VO··] ∝PO2-1/6 mol%=1-8%=92%,固溶体组成:8% AL2O3,92%MgO,固溶体组成式:Al0.16Mg0.92O1.16 (a) AL2O3

2ALMg· + 2OO + Oi’’

X 2x x 固溶体化学式:Al2xMg1-2xO1+x

将化学式与组成式一一对应,求出待定参数x,由于O2-的量不同,将O2-的量化为1

Al0.16/1.16Mg0.92/1.16O

Al2x/1+xMg1-2x/1+xO

x=0.074,化学式Al0.148Mg0.852O1.074

d理想 =

=1.04

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