章晶体缺陷.docVIP

  1. 1、本文档共19页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
章晶体缺陷

第二章 晶体缺陷 P2 问题 空位形成应该遵循物质守恒,即内部原子跑到表面上。空位形成整体是膨胀过程,但具体机制较复杂。一方面,缺少了原子会造成整体收缩;另一方面,跑到表面的原子使体积增加,综合效果是形成一个空位导致半个原子体积的增加。相关问题有:1.如果测量产生空位的晶体,其点阵常数是增大还是缩小?2.将点阵常数测量结果与晶体整体膨胀的事实做对比,能够发现什么与空位浓度相关的规律?提示:由简到繁是惯用的方法,故可以考虑一维晶体。 答:① 增大 ② 随着晶体整体膨胀的增加,空位浓度增加。 -——详见潘金生《材料科学基础》P213空位的测量 问题 溶质原子尽管造成局部的排列偏离,但并不把它算为点缺陷,为什么? 答:由对“置换原子”与“空位”的比较及“间隙溶质”与“自间隙原子”的比较可知,溶质原子的加入所产生的对于标准态的偏离比较小,因此不把它算为点缺陷。 问题 图2-2中的置换原子(黑色)的尺寸画得有些随意。假定(b)图中黑原子半径比白的小5%,而(c)图中大5%,问那种情况下基体内的应变能更大些?为什么? 答:(b)图中应变能更大。 ①(a)图中,周围白原子点阵常数变大,呈现拉伸状态。(b)图中,周围白原子点阵常数变小,呈现压缩状态。 ②由右结合能的图像可知,在平衡位置r0左右,曲线并非对称。产生相同的形变,压缩引起的应变能更大。 所以(b)图中应变能更大。 P4 问题 Al2O3溶入MgO(具有NaCl结构)中,形成的非禀性点缺陷在正离子的位置,还是相反? 答:Al2O3溶入MgO晶体,由于Al离子是+3价,,而Mg离子是+2价,所以当两个铝离子取代两个镁离子的位置后,附近的一个镁离子必须空出,形成的非禀性点缺陷在正离子的位置。 问题 图2-3(a)的画法有些问题。更好的画法是将图中的大小方块画在一起,即正负离子空位成对出现(参见余永宁“材料科学基础”图6-5)。为什么成对的画法更好些? 答:因为①正、负电中心成对出现的时候,可以抵消一点局部电中性的无法满足。 ②正、负电中心有相互吸引作用,离得越远,系统能量越高。因此,正负离子空位成对出现时,使系统自由能降低,是自发过程。 P7 问题 如何理解中的负号? 答:① 在自然界中,物质的运动都趋于Gibbs能减少,混乱度增加(即熵增加),可见ΔG的增加与ΔS的增加是两个相反的过程,因此应取负号。 ②Gibbs自由能是指焓中能自由做功的那部分能量,而当熵增加时,混乱度增加,粒子的运动形态越活跃,则焓中能自由做功的能量减少,因此取负号。 问题 式中的表示变化,而物理化学的变化一定涉及起始状态与终了状态的概念。请具体指出这一小节中起始状态与终了状态的含义,即举例说明。注意,这个问题看似简单,但非常重要。 答:在这一小节中的起始状态是“理想晶体”,而终了状态是“存在n个空位的晶体”。例如,对Al2O3溶入MgO(具有NaCl结构)中,形成的非禀性点缺陷,起始状态是晶体理想结构,终了状态是铝离子取代镁离子后,有正离子空位产生,形成有点缺陷的离子晶体结构。 问题 高温下有可能产生空位对,即两个空位复合在一起。为什么会有这种情况?注意,要结合低温的情形进行全面的分析。 答:在高温下,空位浓度增加,内能U增大,由Gibbs函数G=U-TS知,自由能增大。而为了使能量尽可能小,出现两个空位复合的现象,是因为在高温下,熵起主要作用。当两个空位复合在一起时,空位形式种类增加,对组态数的影响是正的。即使G减小。 问题 金属的空位形成能与其熔点有何关系?为什么? 答:1、熔化的难易程度与结合能有关。原子间结合得越紧密,越难以融化,即熔点越高。 2、空位的形成能是原子在体内结合键能与表面结合键能之差,与结合能有关,结合能越高,空位形成能越大。 因此,“金属的空位形成能越大,熔点越高”。 问题 当式2-3中的超过怎样的数值,你认为该式就不适用了? 答:在计算过程中可知,其假设空位形成能为常数,这就要求各个空位在形成过程中,相互独立,无影响,这在空位浓度较低时才能近似满足。因此该式仅适用于空位浓度较低的情况,大约在1%~10%之间。 问题 “高能粒子辐照”几个字中,高能粒子除能量高外有无别的隐性含义? 答:高能粒子受散射小,穿透能力强,能够深入材料内部,形成足够的空位浓度。 问题 严格讲,应该写成,而不是。请说明用替代的合理性。 答:由,在我们讨论的晶体范围内,一般涉及到的均为凝聚态,压强与体积的影响非常小,可以忽略不计,因此可以用替代。 问题 是什么振动熵?理想晶体中的振动熵与含空位的振动熵有什么差异?参考:。 答:1、振动熵是指由于振动形式的多样性而造成的独立微观状态数。 2、可以将晶体模型中的拉压情形类比于弹簧模型的拉压。显然易见,含空位的晶体与理想晶体相比是劲度系数k比较小的弹簧,又

文档评论(0)

panguoxiang + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档