【正文】 O中形成的固溶體（高價取代低價），即2個Fe3+取代3個Fe2+，同時在晶格中形成個正離子空位，在氧氣條件下，氧氣進入FeO晶格結構中，變?yōu)檠蹼x子，必須從鐵離子獲得兩個電子，使Fe2+→Fe3+，并形成VFe。 　　目前吸發(fā)現(xiàn)有UO2+X，可以看作U3O8在UO2中的固溶體，當負離子過剩進入間隙位置時，結構中必須出現(xiàn)兩個電子空穴，以平衡整體電中性，相應正離子電價升高，電子空穴在電場作用下產(chǎn)生運動，這種材料稱P型半導體。例：ZnO在鋅蒸氣中加熱，顏色逐漸加深變化。這種非化學計量化合物缺陷方程可寫成：例：在還原氣氛下TiO2→TiO2x 也可看成部分O由晶格逸出變成氣體　　可見：這種非化學計量化合物的形成多是由變價正離子構成的氧化物，由高價變?yōu)榈蛢r，形成負離子空位，還有ThO2，CeO2等，與氣氛有關。 非化學計量化合物缺陷有四種類型　　(1) 陽離子過剩，形成陰離子空位 　　TiO2，ZrO2會產(chǎn)生這種缺陷，分子式為TiO2x, ZrO2x,從化學計量觀念，正負離子比為1：2，由于揣氧不足，在晶體中存在氧空位，而變?yōu)榉腔瘜W計量化合物。 堆垛層錯　　離子堆垛過程中發(fā)生了層次錯動，出現(xiàn)堆垛層錯，如面心立方堆積形式為ABCABCA……→ABCACBABC中間的B層和C層發(fā)生了層次錯動，出現(xiàn)缺陷（一般了解） 　　非化學計量化合物 　　定義：化合物中各元素的原子數(shù)之比不是簡單的整數(shù)而出現(xiàn)了分數(shù)，如Fe1xO,Cu2xO,Co1xO等。在這種晶界中，頂點排列接近無序狀態(tài)，晶界處是缺陷位置，所以能量較高，可吸附外來質點。 　　1）小角度晶界（鑲嵌塊） 　　尺寸在106108m的小晶塊，彼此間以幾秒到 的微小（ ）角度傾斜相交，形成鑲嵌結構，有人認為是棱位錯，由于晶粒以微小角度相交，可以認為合并在一起，在晶界面是形成了一系列刃型位錯。 晶面　　由于晶體表面處的離子或原子具有不飽和鍵，有很大反應活性，表面結構出現(xiàn)不對稱性，使點陣受到很大彎曲變形，因而能量比內部能量高，是一種缺陷。 　　(4)在位錯線附近有很大應力集中，附近原子能量較高，易運動。 　　(2)形變滑移是位錯運動的結果，并不是說位錯是由形變產(chǎn)生的，因為一塊生長很完事的晶體中，本身就存在很多位錯。 　　晶體位錯的研究方法：通常用光學顯微鏡，X光衍射電子衍射和電子顯微鏡等技術進行直接觀察和間接測定。 　　螺型：滑移方向與位錯線平行，呈螺旋狀，位錯線直線。 螺型位錯　　其形成可設想為：在一完整晶體，沿ABCD晶面橫切一刀，在ABCD面上部分沿X方向施一力δ，使其生產(chǎn)滑移 ，滑移區(qū)ABCD未滑移區(qū)ADEF，交界線AD（位錯線） 　　特點：滑移方向與位錯線平行，與位錯線垂直的面不是平面，呈螺施狀，稱螺型位錯。 　　正面看簡圖：如上圖 　　滑移上部多出半個原子面，就象刀刃一樣（劈木材）稱刃型位錯。 　　位錯主要有兩種：刃型位錯和螺型位錯。 　　這種線缺陷又稱位錯，注意：位錯不是一條幾何線，而是一個有一定寬度的管道，位錯區(qū)域質點排列嚴重畸變，有時造成晶體面網(wǎng)發(fā)生錯動。 編輯本段線缺陷　　實際晶體在結晶時，受到雜質，溫度變化或振動產(chǎn)生的應力作用或晶體由于受到打擊，切割等機械應力作用，使晶體內部質點排列變形，原子行列間相互滑移，不再符合理想晶體的有序排列，形成線狀缺陷。 　　例：純半導體禁帶較寬，價電帶電子很難越過禁帶進入導帶，導電率很低，為改善導電性，可采用摻加雜質的辦法，如在半導體硅中摻入P和B，摻入一個P，則與周圍Si原子形成四對共價鍵，并導出一個電子，叫施主型雜質，這個多余電子處于半束縛狀態(tài)，只須填加很少能量，就能躍遷到導帶中，它的能量狀態(tài)是在禁帶上部靠近導帶下部的一個附加能級上，叫施主能級，叫n型半導體。 　　晶體熱缺陷的存在對晶體性質及一系列物理化學過程，導電、擴散、固相反應、燒結等產(chǎn)生重要影響，適當提高溫度，可提高缺陷濃度，有利于擴散，燒結作用，外加少量填加劑也可提高熱缺陷濃度，有些過程需要最大限度避免缺陷產(chǎn)生, 如單晶生產(chǎn)，要非?？炖鋮s。 　　特點：體積增大，對離子晶體、正負離子空位成對出現(xiàn)，數(shù)量相等?？偟膩碚f，離子晶體，共價晶體形成該缺陷困難。 　　特點：空位與間隙粒子成對出現(xiàn)，數(shù)量相等，晶體體積不發(fā)生變化。 　　2. 熱缺陷（晶格位置缺陷) 　　只要晶體的溫度高于絕對零度，原子就要吸收熱能而運動，但由于固體質點是牢固結合在一起的，或者說晶體中每一個質點的運動必然受到周圍質點結合力的限制而只能以質點的平衡位置為中心作微小運動，振動的幅度隨溫度升高而增大，溫度越高，平均熱能越大，而相應一定溫度的熱能是指原子的平均動能，當某些質點大于平均動能就要離開平衡位置，在原來的位置上留下一個空位而形成缺陷，實際上在任何溫度下總有少數(shù)質點擺脫周圍離子的束縛而離開原來的平衡位置，這種由于熱運動而產(chǎn)生的點缺陷——熱缺陷。 　　VM+VX→（VM VX） 　　缺陷反應方程式 　　必須遵守三個原則 　　1） 位置平衡——反應前后位置數(shù)不變（相對物質位置而言） 　　2） 質點平衡——反應前后質量不變（相對加入物質而言） 　　3） 電價平衡——反應前后呈電中性 　　例：將CaCl2引入KCl中： 　　將CaO引入ZrO2中 　　注意：只從缺陷反應方程看，只要符合三個平衡就是對的，但實際上往往只有一種是對的，這要知道其它條件才能確定哪個缺陷反應是正確的。 　　6） 電子空穴 h?(代表存在一個正電荷)，?表示有效正電荷 　　如： 　　從NaCl晶體中取走一個Na+，留下一個空位 造成電價不平衡，多出負一價 。 　　1. 缺陷符號及缺陷反應方程式 　　缺陷符號 以二元化合物MX為例 　　1） 晶格空位：正常結點位沒有質點，VM，VX 　　2） 間隙離子：除正常結點位置外的位置出現(xiàn)了質點，Mi ，Xx 　　3） 錯位離子：M排列在X位置，或X排列在M位置上，若處在正常結點位置上，則MM，XX 　　4） 取代離子：外來雜質L進入晶體中，若取代M，則LM，若取代X，則LX，若占據(jù)間隙位，則Li。 　　2 組成缺陷 　　外來質點（雜質）取代正常質點位置或進入正常結點的間隙位置。 　　體缺陷：在三維尺寸較大，如鑲嵌塊，沉淀相，空洞，氣泡等。 　　線缺陷：在二維尺寸小，在另一維尺寸大，可被電鏡觀察到。另外，固體的強度，陶瓷、耐火材料的燒結和固相反應等等均與缺陷有關，晶體缺陷是近三、四年國內外科學研究十分注意的一個內容。 　　如晶體中進入了一些雜質。另外，晶體形成后，還會受到外界各種因素作用如溫度、溶解、擠壓、扭曲等等。 晶體缺陷　　在二十世紀初葉，人們?yōu)榱颂接懳镔|的變化和性質產(chǎn)生的原因，紛紛從微觀角度來研究晶體內部結構，特別是X射線衍射的出現(xiàn)，揭示出晶體內部質點排列的規(guī)律性，認為內部質點在三維空間呈有序的無限周期重復性排列，即所謂空間點陣結構學說。水鐵石（ferrihydrite）的天然的預制晶體是由細菌合成的，在被水淹了的礦的爛泥里能找到，水鐵石靠排列的納米晶體連接起來而生長。 晶體　　大多數(shù)天然晶體都是一個原子接一個原子或一個分子接一個分子來完成的但是JillianBanfield和同事們發(fā)現(xiàn)了一些晶體，它們是由含有成百上千個原子的“預制”納米晶體裝配而成。這種界面稱晶粒間界，簡稱晶界。另外還必須指出，絕大多數(shù)工業(yè)用的金屬材料不是只由一個巨大的單晶所構成,而是由大量小塊晶體組成,即多晶體。/n，因此，晶體能在外形和宏觀中反映出來的軸對稱性也只限于這些軸次。制約的結果有二: 　?、倬w結構中只能存在4和6次對稱軸， 　　②空間點陣只能有 14種形式。能使一個圖象復原的全部不等同操作，形成一個對稱操作群。這類圖象都能經(jīng)過不改變其中任何兩點間距離的操作後復原。 　　 鎵, 一種很容易結成大塊單晶的金屬在晶體的外形以及其他宏觀表現(xiàn)中還反映了晶體結構的對稱性。是其在三維空間周期性重復的體現(xiàn)。 　　 晶體　　晶體的對稱表現(xiàn)在晶體中相等的晶面，晶棱和角頂有規(guī)律的重復出現(xiàn)。一個單晶體垂直懸掛在硅棒的頂端上。人造鉆石砂粒小且黑，它們適宜工業(yè)應用?；鹧鎸⒎廴劢?，然后在籽晶上重新結晶。藍寶石和紅寶石的基本成分是氧化鋁，它的熔點高，制成一個盛裝它的熔液的容器是困難的。籽晶周圍的熔液冷卻，它的分子就依附在籽晶上。籽晶可用來促進單晶體的形成。一個弱的電引力使分子就位。共價晶體的原子分享它們的價電子。典型的分子結晶如固態(tài)氧和冰。它們的結合是由于從分子的一端到另一端電場有微小的變動。當這些電子全在同一方向運動時，它們的運動稱為電流。鉆石、鍺和硅是重要的共價晶體。氯化鈉是離子晶體的一例。 　　有四種主要的晶體鍵。如果它們稍弱一些，晶體將有較低的熔點，也可能較易彎曲和變形。這些力通常涉及原子或分子的最外層的電子（或稱價電子）的相互作用。金剛石、石墨、食鹽的晶體模型，實際上是它們的晶格模型。 　　組成晶體的結構微粒(分子、原子、離子)在空間有規(guī)則地排列在一定的點上，這些點群有一定的幾何形狀，叫做晶格。 　　最小內能：成型晶體內能最小。 　　自限性：晶體具有自發(fā)地形成封閉幾何多面體的特性。 　　各向異性：晶體中不同的方向上具有不同的物理性質。 晶體　　長程有序：晶體內部原子在至少在微米級范圍內的規(guī)則排列。 　　蒸發(fā)結晶：蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡?，繼續(xù)蒸發(fā)，過剩的溶質就會呈晶體析出，叫蒸發(fā)結晶。 　　結晶 　　結晶分兩種，一種是降溫結晶，另一種是蒸發(fā)結晶。晶體是具有格子構造的固體，其內部質點作規(guī)律排列。 　　均一性和異向性：因為晶體是具有格子構造的固體，同一晶體的各個部分質點分布是相同的，所以同一晶體的各個部分的性質是相同的，此即晶體的均一性；同一晶體格子中，在不同的方向上質點的排列一般是不相同的，晶體的性質也隨方向的不同而有所差異，此即晶體的異向性。氣體、液體和非晶物質在一定的合適條件下也可以轉變成晶體。晶格的強度由晶格能（或稱點）。空間正當格子只有7種形狀（對應于7個晶系），14種型式。對于一個確定的空間點陣，可以按選擇的向量將它劃分成很多平行六面體，每個平行六面體叫一個單位，并以對稱性高、體積小、含點陣點少的單位為其正當格子。構成點陣的點叫做陣點，陣點代表的化學內容叫做結構基元。按照晶體的現(xiàn)代點陣理論，構成晶體結構的原子、分子或離子都能抽象為幾何學上的點。晶體離我們并不遙遠，它就在日常生活中。廚房中常見的砂糖、堿是晶體，每個人身上的牙齒、骨骼是晶體，工業(yè)中的礦物巖石是晶體，日常見到的各種金屬及合金制品也屬晶體，就連地上的泥土砂石都是晶體。 　　吃的鹽是氯化鈉的結晶，味精是谷氨酸鈉的結晶，冬天窗戶玻璃上的冰花和天上飄下的雪花，是水的結晶。 　　由于物質內部原子排列的明顯差異，導致了晶體與非晶體物理化學性質的巨大差異。許