第二章 晶体结构缺陷习题答案

第二章晶体结构缺陷

1.（错）位错属于线缺陷，因为它的晶格畸变区是一条几何线。

2．（错）螺型位错的柏氏失量与其位错线垂直，刃型位错的柏氏失量与其位错线是平行。

3. （错）肖特基缺陷是由于外来原子进入晶体而产生的缺陷。

4.（错）弗伦克尔缺陷是由于外来原子进入晶体而产生的缺陷。

二选择题

O中存在 A 。

1．非化学剂量化合物Zn

1+x

A. 填隙阳离子

B. 阳离子空位

C. 填隙阴离子

D. 阴离子空位

中存在 C 。

2. 非化学计量化合物UO

2+x

A. 填隙阳离子

B. 阳离子空位

C. 填隙阴离子

D. 阴离子空位

中存在 D 。

3．非化学剂量化合物TiO

2－x

A. 填隙阳离子

B. 阳离子空位

C. 填隙阴离子

D. 阴离子空位

4.螺型位错的位错线是 A 。

A. 曲线

B. 直线

C. 折线

D. 环形线

5．非化学剂量化合物ZnO

中存在 D 。

1－x

A. 填隙阳离子

B. 阳离子空位

C. 填隙阴离子

D. 阴离子空位

6. 非化学计量化合物UO

中存在 C 。

2+x

A. 填隙阳离子

B. 阳离子空位

C. 填隙阴离子

D. 阴离子空位

三、名词解释

1. 弗仑克尔缺陷

原子离开其平衡位置二进入附近的间隙位置，在原来位置上留下空位所形成的缺陷，特点是填隙原子与空位总是成对出现。

2．固溶体：

物种数：凡在固体条件下，一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分（溶质）

而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。

四、解答题

1．完成下列缺陷方程式，并且写出相应的化学式

(1)NaCl 溶入CaCl 2中形成空位型固溶体；

(2)CaCl 2溶人NaC1中形成空位型固溶体；

解：（1）NaCl

Na Ca ’+ Cl Cl + V Cl ·

Ca 1－x Na x Cl 2－x

（2）CaCl 2

Ca Na · + 2Cl Cl + V Na ’ Na 1－2x Ca X Cl

2完成下列缺陷方程式，并且写出相应的化学式(6分)

(1)M gCl 2固溶在LiCl 晶体中形成填隙型 Li 1－x Mg x Cl 1＋x

(2) SrO 固溶在Li 2O 晶体中形成空位型

Li 2－2x Sr x O

3．写出下列缺陷反应式

①.NaCl 形成肖脱基缺陷。

②.AgI 形成弗伦克尔缺陷（Ag +进入间隙）。

③KCl 溶入CaCl 2中形成空位型固溶体。

解：1、O→VNa ′+VCl˙ 2、Ag Ag+Vi →A g i ˙+V Ag′

③ KCl

K Ca ’+ Cl Cl + V Cl ·

Ca 1－x K x Cl 2－x

4 对于MgO 、Al 2O 3和Cr 2O 3，其正、负离子半径比分别为,和。Al 2O 3和Cr 2O 3形成连续固溶体。（4分） O Li Li O Li O V Sr S SrO +'+−−→−•.

2)(Cl i Li LiCl Cl Cl Mg S MgCl ++−−

→−•')(.2

（a）这个结果可能吗为什么

（b）试预计，在MgO－Cr

2O

3

系统中的固溶度是有限还是很大的为什么

答（a）可能，Al

2O

3

和Cr

2

O

3

的正离子半径之比小于15％。晶体结构又相同。所

以可能

（b）MgO－Cr

2O

3

系统中的固溶度是有限的，由于的晶体结构不同。

5.对于刃位错和螺位错，区别其位错线方向、柏氏矢量和位错运动方向的特点。（4分）

答：刃位错：位错线垂直于滑移方向与位错线相互垂直。位错线垂直于位错运动方向；柏氏矢量和位错运动方向一致。

螺位错：位错线平行于滑移方向与位错线平行，位错线垂直与位错运动方向。柏氏矢量和位错运动垂直。

6.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类（3分）

答：点缺陷，线缺陷，面缺陷；

7.对于刃位错和螺位错，区别其位错线方向、柏氏矢量和位错运动方向的特点。答：刃位错：位错线垂直于位错线垂直于位错运动方向；螺位错：位错线平行于位错线垂直于位错运动方向。（4分）

8.什么是固熔体它是如何分类的（6分）

只在固态条件下，一种组分内“溶解”了其它组成而形成单一、均匀的晶态固体。

按溶质(杂质）原子在溶剂（基质）晶格中的位置划分：

间隙型固溶体、置换型固溶体

按溶质(杂质）原子在溶剂（基质）晶体中置换能力不同分类：

完全互溶固溶体、部分互溶固溶体

五、填空题

1．影响置换型固溶体置换能力的主要因数有离子大小、晶体结构、离子电荷、电负性。

2. 位错线是已滑移区与非滑移区在滑移面上是的交界线，它实际上是一条晶格

畸变的管道区域。刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直，螺型位错的柏氏矢量与其位错线平行。

五、计算题

. 非化学计量化合物Fe

x O中，Fe3+／Fe2+=，求Fe

x

O中的空位浓度及x值。

解：Fe

2O

3

2Fe

Fe

· + 3O

O

+ V

Fe

’’

y 2y y

Fe3+

2y Fe2+

1-3y

O，

0435

.0

3.2

1.0

1.0

3

1

2

=

=

=

-

y

y

y

X=1-y==,

[V

Fe

’’] ==×10-2