第六章缺陷化学实验方法.pptVIP

六方结构;第六章 缺陷化学的实验方法;6.1概述;第一类 1.与原子或电子的运动有关的性质：扩散、电导等。 2.光学性质：非基本吸收光谱、荧光光谱 3.缺陷的磁学性质：主要是磁共振。 第二类 密度、晶格常数、晶体结构、基本吸收光谱、比热等 两相反应平衡：热重法（thermogravimetric method）、化学分析法、库仑滴定法(coulmetric titration method)、电化学法等。;实验的困难：关于缺陷的本性和解释实验结果理论的可靠性都不是很清楚，因此开始的分析常常盲目的，而晶体中的浓度又常常是极小的。 克服困难的办法是：用不同的方法来研究同一种缺陷。另一方面：用同一种方法研究不同的缺陷，若能得到一致的结果（不相互矛盾），则对于所用的实验方法及其理论解释就是可以信的。 但是，虽然研究缺陷的实验方法非常多，但没有一种是很理想的，一般都要同时使用几种方法。而大多数方法都是比较复杂的。;6.2测量与原子运动有关的性质;这里指的是有效电荷，而带有效电荷的点缺陷在任何固体中都可能存在，不论这晶体中的键的类型，即不论晶体中是否有离子，不论是离子晶体还是非离子晶体（如共价键晶体）都可以有离子电导。但在实践中，由于电导率 ，电导率与载流子浓度 及其迁移率有关，而在离子晶体中带电缺陷的迁移率比共价晶体中的大的多，所以能够明显测量到离子电导的，一般都是离子晶体。 ;6.2.1扩散系数的测量点缺陷的扩散系数（空位或填隙）;原子自扩散系数D ;两种扩散系数的差别在于，对于缺陷来说，由于在晶体中浓度很小，所以它周围都是占有原子的格点，故离开原位的几率等于1；而正常原子必须在其紧邻有空位时才能离开原位，因此离开原位的几率正比于空位浓度，亦即等于缺陷的摩尔分数浓度。所以测定原子的自扩散系数D，就可以推算缺陷的浓度Nd。但这要求知道A。因此还要通过其他方法求A。;自扩散系数的测定方法氧化物中的氧扩散系数测定。18O同位素法。 ;6.2.2离子电导测量;Nernst—Einstein公式 离子电导率公式 ;迁移率 ;;测定装置示意图;ZrO2固体电解质测氧探头 ;掺杂ZrO2固体电解质缺陷浓度随氧分压的变化关系 ;Po2的测量 ;Po2的测量装置 ;Po2的获得 ;多晶材料等效电路图;6.2.3热电势（thermoelectric power）测定;热电势测量原理;缺陷浓度 由 Seebeck 系数Q计算 ;6.3 测量与电子运动有关的性质： 6.3.1 电子电导测定：;6.3.2 Hall效应：;Hall系数ＲＨ;6.3.3热电势;H* 可通过测定 定出，截距即 ，由此求n。 ;有以上测得的 或 关系，可求出Eg、Ea、或Ed（这些都是相应温度下的热能级值） 。;6.4 吸收光谱测量;6.5 磁共振：（magnetic resonance）;原理;原理;实验;样品对微波能量的吸收曲线;灵敏度;顺磁共振谱的超精细结构;顺磁共振谱的超精细结构;顺磁共振谱的超精细结构;举例;例１;判断缺陷种类;超精细结构的作用;6.6正电子湮没技术（PAT）positron annihilation technique;实验原理： ;实验方法：;灵敏度 ;6.7晶格常数、密度测定;6.8热重量分析法（thermogravimetry );例如： ;例如 ;测 值的方法 ;;装置 ;;