[理学]3-4晶体结构与缺陷.pdf

无机材料科学基础1 无机材料科学基础1 第三章 晶体结构与晶体缺陷 Ch 3 Crystal Structure Crystal Defects 材料与化学工程学院 电子材料系 主要内容 主要内容 §3.1 典型晶体结构类型 §3.2 硅酸盐晶体结构 §3.3 晶体结构缺陷 一、点缺陷 二、固溶体 三、非化学计量化合物 四、线缺陷（位错） 五、面缺陷 复习 复习 点缺陷（空位、填隙原子、杂质原子） 热缺陷、杂质缺陷、非化学计量结构缺陷 弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷 Krŏger-Vink点缺陷符号 V ’ · 、V M 、X M L S e 、h M x、 i i、 x、 M、 x、 缺陷方程式书写规则： 位置关系，位置增殖，质量平衡、电荷守恒 点缺陷的化学平衡：计算热缺陷浓度 二、固熔体 (solid solution) 二、固熔体 (solid solution) 固熔体：凡在固态条件下，一种组分(溶剂) 内“溶 解” 了其它组分(溶质)而形成的单一、均匀的晶态 固体称为固溶体 溶剂(或称主晶相、基质) ：如果固溶体是由A物质 溶解在B物质中形成的，一般将原组分B或含量较 高的组分称为溶剂(或称主晶相、基质) 溶质：把掺杂原子或杂质称为溶质 固溶体实例 固溶体实例 Al O 晶体中溶入0.5-2Wt% 的Cr3+ 后，由刚玉转 2 3 变为有激光晶体红宝石 Si N 和Al O 之间形成Sialon固溶体应用于高温结 3 4 2 3 构材料等。沙隆陶瓷性质特点：高温强度大，低 温强度小 PbTiO 和PbZrO 固溶生成锆钛酸铅压电陶瓷，广 3 3 泛应用于电子、无损检测、医疗等技术领域 工业玻璃析晶时，析出组成复杂的相都是简单化 合物的固溶体 固溶体概念辨析 固溶体概念辨析 固溶体 A与B形成固溶体：原子尺度混合，单相均匀晶 态物质 机械混合物 A与B机械混合物：颗粒态混合，A与B保持原 有结构、性能，两相、多相混合物 化合物 AB化合物：A:B有固定比例，其结构不同于A 或B，新的物质 固溶体形成 固溶体形成 晶体生长过程中形成 从溶液或熔体中析晶时形成 烧结过程中由原子扩散形成 离子注入方式形成 主晶格中引入杂质原子，破坏了基质晶体中 原有质点排列的有序性，引起周期势场畸 变——点缺陷 1. 固溶体分类 1. 固溶体分类 按溶质原子在溶剂晶格中的位置划分为： 置换(取代)型固溶体: 溶质原子置换（取代）基质晶体 （溶剂）质点，占据点阵节点位置 间隙型固溶体: 溶质原子位于溶剂晶格的间隙位置 例