无机材料科学基础 陆佩文 课后答案.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑无机材料科学基础 陆佩文 课后答案 2-1 名词解释（a）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b）刃型位错和螺型位错 （c）类质同象与同质多晶 解：（a）当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷假设正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的外观，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷b）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错c）类质同象：物质结晶时，其晶体布局中片面原有的离子或原子位置被性质好像的其它离子或原子所占有，共同组成平匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体布局变化的现象同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成布局不同的晶体的现象 2-6（1）在CaF2晶体中，弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV，肖特基缺陷的生成能为5.5eV，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度？（k＝1.3810－23J/K） （2）假设CaF2晶体中，含有百万分之一的YF3杂质，那么在1600℃时，CaF2晶体中时热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明理由。

解：（1）弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV，小于肖特基缺陷形成能5.5eV，所以CaF2晶体中主要是弗仑克尔缺陷，肖特基缺陷可疏忽不计1分 当T＝25℃＝298K时，热缺陷浓度为： Gf 2.8 1.602 10 19 n ) exp() 2.06 10 24----2分 exp( 232kT2 1.38 10 298 N 298 当T＝1600℃＝1873K时，热缺陷浓度为： Gf 2.8 1.602 10 19 n 4 exp() exp() 1.7 10-----2分 232kT2 1.38 10 1873 N 1873 （2）CaF2中含百万分之一（106）的YF3时的杂质缺陷回响为： － 2 2YF3 CaF 2YCa 6FF VCa ]，所以当参与106YF3时，杂质缺陷的浓度为： 由此可知：[YF3]=2[VCa－ 1 杂] [YF3] 5 10 7--------------------1分 [VCa2 此时，在1600℃下的热缺陷计算为： CaCa Cai VCa x x＋5107 － Gf ][Cai ][VCa k exp() (1.7 10 4)2 2.89 10 8 那么：[CaCa]kT x(x 5 10 7) 2.89 10 8，x ≈8.110－4 即：1 热] x 8.1 10热缺陷浓度： [VCa 4------------------1分 — 2 —。