晶体结构与晶体中的缺陷.pptVIP

当x1时，斯特令公式输入标题平衡时，输入标题输入标题输入标题ΔGf称为缺陷自由能2移项得：143MX型离子晶体的肖特基缺陷浓度01MX型离子晶体弗仑克尔缺陷浓度020304同理可得：在一定温度下，热缺陷是在不断地产生和消失过程中，当系统达到平衡时，即缺陷数目保持不变。可以根据质量作用定律，通过化学平衡方法计算热缺陷浓度6、点缺陷的化学平衡1）弗仑克尔缺陷浓度以AgBr晶体为例：根据质量作用定律，平衡常数：由阿累尼乌斯公式：则平衡常数：以MgO为例：由阿累尼乌斯公式：MX型离子晶体的肖特基缺陷浓度MX2型离子晶体的肖特基缺陷浓度01则平衡常数：02以CaF2为例：03由阿累尼乌斯公式：04F-离子空位浓度是Ca2+离子空位浓度的2倍05定义：凡在固态条件下，一种组分（溶剂）内均匀的晶态固体称为固溶体。“溶解”了其它组分（溶质）而形成的单一、010203固溶体在原子尺度上相互混合。存在固溶度，部分体系可任意互溶。这种混合并不破坏原有晶体结构。在固溶度范围之内，杂质含量可以改变。010302042、固溶体特征固溶体生成01晶体生长过程中02烧结032）溶液或熔体析晶化合物AmBn：其结构不同于A或B，A和B有固定比例，即。固溶体AxB1-x：A和B以原子尺度混合，形成单相均匀晶态物质，A和B可按任意比例混合。4、固溶体、机械混合物与化合物机械混合物AB：A和B以颗粒态混合，A和B分别保持各自原有的结构和性能。5、固溶体分类1）按溶质原子在溶剂晶格中的位置置换型固溶体溶质原子进入晶格中正常结点位置而取代基质中的原子。特点：主要发生在金属离子位置上的转换。举例：MgO-CoO、MgO-CaO、PbTiO3-PbZrO3、Al2O3-Cr2O3特点：主要发生在阴离子或阴离子团所形成的间隙，而且间隙比较大，而溶质原子较小。b.间隙型固溶体溶质原子进入晶格中的间隙位置。按溶质原子在溶剂晶体中的溶解度连续固溶体溶质和溶剂可以按任意比例相互固溶。b.有限固溶体溶质只能以一定的溶解限度（固溶度）溶入溶剂中，低于固溶度条件下生成的固溶体是单相的，一旦溶质超出这一限度即出现第二相。6、置换固溶体可分为连续置换固溶体和有限置换固溶体a.NiO或FeO置换MgO生成连续固溶体：Mg1-xNixO，其中x=0~1。b.很多二元体系是有限置换型固溶体，其中有些体系的固溶量非常低。？现象：令a.质点尺寸（决定性因素）从晶体结构的稳定观点来看，相互替代的质点尺寸愈接近，则固溶体愈稳定，其固溶量将愈大。这里r1和r2分别为溶剂和溶质离子半径。影响因素：例如：MgO-NiO中，rMg2+=0.072nm，rNi2+=0.070nm，当?15%时，溶质和溶剂之间有可能形成连续固溶体；=2.8%，所以可以形成连续固溶体一般规律：四联杯和曲轴状链。在实际晶体结构中，这个链是有些扭曲的。因此，在垂直a轴的投影图上，上下四联杯的投影不是重合的，而是错开一个角度。表2-5硅酸盐晶体结构类型与Si/O比的关系回顾：完整晶体定义—原子严格按照空间点阵位置排列而成的晶体。举例—简单立方晶体(晶胞的八个阵点完全被原子占满，其他位置没有原子)。§2.3晶体结构缺陷每“k”含金量为4.166%，0118k=18×4.166%=74.998%,24k=24×4.166%=99.984%02问题的提出：“金无足赤”1、定义晶体缺陷—对于理想晶体的各种偏离。分类点缺陷—填隙原子、空位、杂质原子线缺陷—位错（刃型位错和螺型位错）面缺陷—表面、晶界、相界、堆垛层错体缺陷—空洞、夹杂物实际晶体存在缺陷(不利，有利）；功能材料需要人为制造缺陷；材料制备过程→质点扩散→缺陷3、研究缺陷的意义点缺陷(pointdefect)一、点缺陷类型(typeofpointdefect)1.几何位置(geometricposition)1.1填隙原子(interstitialatom)：原子进入晶体中正常结点间的间隙位置。1.2空位(vacancy)：正常结点没有被原子或离子占据。1.3杂质原子(impur