【正文】 工程學院 無機非金屬材料科學基礎 ③ . 陰離子間隙型 氧化氛圍 UO CaF SrCI2等為常見的這類化合物，它們的化學式又可以寫為 UO(2+y) 、 CaF (2+y)、 SrCI (2+y) 。39。?? ???)(22139。 3242 gOOTiO OOVTiOTi Ti ???? ???更關心可控的因素 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 ② . 陽離子間隙型，如還原氛圍或金屬蒸汽氛圍 ZnO、 CdO等為常見的這類化合物，它們的化學式又可以寫為 Zn(1+y)O、 Cd(1+y)O。?? ?)(22139。 )(221 gOO OVO ??eVV OO 39。39。39。 OVTiOTi OOTi 32 39。 ? 從點陣結構上看，非化學計量化合物組成的偏離值也可能很小，以至于不能用化學分析或 X射線衍射分析的方法覺察出來，但可以由測量其光學、電學和磁學的性質來確定它們。 ? 純粹化學的定義所規(guī)定的非化學計量化合物是指用化學分析、 X射線衍射分析和平衡蒸氣壓測定等手段能夠確定的、其組成偏離整比性。 ? 我們用化學式 Ma(1+δ） Xb表示該化合物的組成，這里 δ是一個很小的正值或負值。B a T i O522 2 ???? ??? ?材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 ? ⑴非化學計量化合物 設有一化合物，其化學成分為 M原子和 X原子，按 M：X=a:b的比例組成，那么可以用 MaXb來表示此化合物。 ? 第二個練習？寫全？ OVAIOVOAI OTiTi 822 39。如氧化鋰進入氧化鎳，氧化釩進入氧化鈦中。它們最初形成中性缺陷，但是很容易電離出電子或空穴。 ? 如氧化鋯晶體中摻雜氧化鈣時，如果是在比較高的溫度下進行則會出現(xiàn)不同的情況， 氧化鋁溶入到氧化鎂（ 練習 ）中也可能發(fā)生類似情況。 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 電價不同就調整電價 ? 空位機構 ? 雜質原子或離子取代正常格點上原有的離子時，如果取代離子的價態(tài)和原有離子的價態(tài)不同，為了保持電中性，可能伴隨著相應數(shù)量的空位的生成。 等價置換 ? 電價相同，離子尺寸、晶體結構相差不大，通過固溶產生晶格畸變達到摻雜的目的。 如氟化鈣中摻入氟化釔，釔占據(jù)鈣的亞晶格，不容易形成 Ca空位， F進入間隙解決。（固溶 – 量不是太大） ? 可以分為間隙式和置換式。 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● □ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 ● 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 ? 離子離開正常格點進入表面或界面而在晶體內部形成空位所形成的缺陷稱為 肖特基缺陷 ? 特點是 由于晶體內部要保持電中性所以陽離子空位和陰離子空位必然同時出現(xiàn)。 ? 弗倫克爾缺陷 指 原子離開其正常格點進入間隙所形成的缺陷。 ?為了像化學一樣研究點缺陷，就得像化學一樣有一套“元素”符號，給各種點缺陷分類，借以描述各種點缺陷的產生、反應等？ 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 寫出缺陷符號 M2+X2， L3+,S2+ ▲ ● ○ ● □ ● ○ ○ ● ● ○ ○ □ ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ● ○ ● ○ ● △ ● ○ ● ○ ○ ● ○ ● ○ ● ○ ▲ ○ ● ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ● ○ 9 1 4 3 2 6 5 8 10 7 △ ○ ● 11 12 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 ? （ 1）位置平衡關系 ? 亞晶格格點數(shù)比例保持不變 ? （ 2）質量平衡 ? 兩邊質量平衡，電子、空穴、空位沒有質量 ? （ 3）保持電中性 ? 有效電荷數(shù)相等，左右兩邊不必都為零 OTiSr OTiBa 3S r T i O 3 **B a T i O 3 ???? ??材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 ? （ 1） CaCI2溶解在 KCI中 ? Ca占 K， CI占 CI ? Ca占 K，多余 CI間隙 ? Ca進間隙， CI占 CI ? （ 2） MgO溶解在 AI2O3中 ? Mg占 AI， O占 O ? 多余 Mg間隙， O占 O ? （ 3） Zn溶解在 ZnO中 （間隙） ? （ 4） O溶解在 ZnO中 （間隙） 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 按點缺陷生成分類 本征缺陷 1 雜質缺陷 2 非化學計量缺陷 3 借助對點缺陷的劃分，理解一下缺陷的產生與方程？ 材料科學與工程學院 無機非金屬材料科學基礎 本征缺陷 處在晶格節(jié)點上的原子，由于熱振動能量起伏，有一部分會離開正常位置形成的缺陷， 又稱為熱缺陷。 ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ○ ●