【正文】 3. 金屬鋁為面心立方格子，晶胞參數(shù)為 1010m，試從從晶胞參數(shù)、晶胞分子數(shù)、相對(duì)原子量出發(fā)，計(jì)算其理論密度；試驗(yàn)測(cè)定密度值為 103千克 /立方米，分析原因。 ? 4. 把 YF3摻入 CaF2晶體中造成雜質(zhì)缺陷，如 YF3摻入量為 20%，試驗(yàn)測(cè)得摻雜后的晶體晶胞參數(shù)為 a= 1010m,密度 d= ,試確定雜質(zhì)缺陷的類型（相對(duì)原子量： Y為 ，Ca為 ， F為 ）。 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 5. Fe1YO中，三價(jià)鐵與二價(jià)鐵的比值為 ,試計(jì)算該晶體中空位缺陷的百分?jǐn)?shù)？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) 缺陷的準(zhǔn)化學(xué)平衡 2. 本征缺陷的熱力學(xué)平衡 1. 準(zhǔn)化學(xué)平衡的研究方法 5. 摻雜化合物的準(zhǔn)化學(xué)平衡 3. 非化學(xué)計(jì)量化合物的平衡 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 把含有各種缺陷的實(shí)際晶體看作一個(gè) 溶液體系 ，晶格點(diǎn)陣是體系中的 溶劑 ，點(diǎn)缺陷是 溶質(zhì) ，在一定條件下二者處于平衡狀態(tài)，這種平衡稱為準(zhǔn)缺陷化學(xué)平衡 。 ? 把電子、空穴、各種點(diǎn)缺陷看作像原子、離子、分子一樣的 化學(xué)實(shí)體 ，把它們的生成、復(fù)合看作化學(xué)反應(yīng)，并用類似與化學(xué)反應(yīng)中的 質(zhì)量作用定律 對(duì)缺陷的平衡進(jìn)行描述。 ?知道在固體中有哪些缺陷、缺陷產(chǎn)生的機(jī)理在某種程度上都屬于定性研究，對(duì)研究材料的人來(lái)說(shuō)更希望進(jìn)行定量和控制研究？缺陷平衡就是試圖知道和控制缺陷濃度和種類的知識(shí)體系？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 應(yīng)用質(zhì)量作用定律的條件： ? 所有點(diǎn)缺陷皆處于熱力學(xué)平衡狀態(tài) ? 點(diǎn)缺陷是隨機(jī)分布的 ? 缺陷的濃度要足夠低，可以代替活度 VV MXN u ll 39。2 ?? ?239。39。 ][][ VVXMK?????最初研究缺陷的時(shí)候，也不見(jiàn)得知道用何種方式描述點(diǎn)缺陷的這些過(guò)程，后來(lái)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)缺陷某種程度上也符合質(zhì)量作用定律！就逐漸建立了這套體系？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) [D]v = 缺陷的個(gè)數(shù) / cm3 格點(diǎn)數(shù)單位摩爾晶體中亞晶格個(gè)數(shù)單位摩爾晶體中缺陷的?GD ][電子和空穴的濃度 e和 h表示 質(zhì)量作用定律是關(guān)于濃度的方程？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 假設(shè)： ? A: 單質(zhì)晶體中有 N個(gè)原子，并且它的體積不隨溫度變化； ? B: 該晶體中形成一個(gè)肖特基缺陷所需要的能量為ES； ? C: 肖特基缺陷的數(shù)目為 ns， ns《 N， 因而缺陷之間彼此獨(dú)立。 ?在最初試圖推導(dǎo)缺陷的濃度的時(shí)候，也有人從熱力學(xué)的角度推導(dǎo)過(guò)，不是非要通過(guò)質(zhì)量作用定律才能推導(dǎo)？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ΔG＝ ΔH－ T ΔS 0 ΔH= ΔU ＋ P ΔV≈ ΔU ΔG＝ ΔH－ T ΔS ≈ ΔU－ T ΔS = nSES － T ΔS S ＝ KBLnΩ 那么 S0 ＝ KBLnΩ0 SS ＝ KBLnΩS !!)!(SnNNS ssnNnNC ??? ?? ??? ?S0Δ S ＝ KBLn(Ω0 ΩS )－ KBLnΩ0 ＝ KBLnΩS ＝ KBLn !! )!( ssnN nN?材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ΔG＝ nSES － TKBLn !! )!( ssnN nN ?根據(jù) Stirling近似公式， LnN!= NLnN－ N Ln !! )!(ssnN nN? ＝ (N+ns) Ln (N+ns) － (N+ns) － NLnN+N － ns Ln ns +ns ＝ (N+ns) Ln (N+ns) － NLnN－ ns Ln ns ΔG＝ nSES － TKBLn[(N+ns) Ln (N+ns) － NLnN－ ns Ln ns] 0LnTK B, ?????????? ?? ??ssSPTS nnNEnG ?????? ??? TKEnNnBSss ex p?????? ?? TKENnBSs ex p對(duì)于一般晶體中， ES≈1eV,nS《 N， KB=*1023 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 弗倫克爾缺陷 ?????? ?? TKENnBSs 2e x p材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) )(22139。2 gOO OeVO ??? ??)(22139。2 gI OeZnZ nO ??? ??hOO Ig .39。39。)(221 2??OhVO OFeg ?? ?? 239。39。)(221材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) VMM MIM 39。39。* ?? ??OVF OMMOF 339。39。32 2 ??? ?? ?? ?MVK IMf ??? 39。39。第二個(gè)反應(yīng)沒(méi)有方程？ ? ? ? ? ? ?FMVMIM??? ?? 239。39。2材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? ? ? ?? ? 02/12 ??? ????? KMFM fIMI ? ?? ? ? ?244121 2 KFF fMMI????????? ?? ? ? ?244121 2 KFFMfMMI????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?FMVVV MIM MM f ??? ???? 2/139。39。 139。39。39。39。? ? ? ?244121 2 KFFfMM ?????材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) 點(diǎn)缺陷的研究方法 ⒈ 示蹤原子法和標(biāo)記物法 可測(cè)量缺陷的類型（示蹤） DM 》 DX DX 》 DM 標(biāo)記物（不氧化，不反應(yīng)） ⒉ 微質(zhì)量法 可測(cè)量缺陷的種類和濃度（金屬氧化過(guò)程的質(zhì)量變化） 研究點(diǎn)缺陷有兩個(gè)目的，一是知道有什么點(diǎn)缺陷，二是濃度是多少！必須借助一定的手段才可以？你能想出來(lái)嗎？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ⒊ 密度和晶格尺寸的確定 ⒋ 化學(xué)分析法 分析金屬的過(guò)量和欠量 ⒌ 電導(dǎo)率的測(cè)定 電導(dǎo)率的變化反映缺陷濃度的變化 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 1. 在 MgO晶體中，肖特基缺陷的生成能為6eV，計(jì)算 25℃ 和 1600 ℃ 時(shí)肖特基缺陷的濃度。 ? 2. 如果 MgO晶體中，含有百萬(wàn)分之一的AI2O3的雜質(zhì)，是本征缺陷占優(yōu)勢(shì)還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢(shì)？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ，氧化亞銅是典型的 P型半導(dǎo)體，其電導(dǎo)率與氧分壓得關(guān)系σ=po21/8，試用缺陷化學(xué)原理闡述這一試驗(yàn)結(jié)果。 Add your pany slogan