《无机材料》复习资料
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赵巍部分：一、无机材料1、四大要素——四面体☐组成与结构（composition-structure）☐合成与生产过程（synthesis－processing）☐性质（properties）、☐使用效能（performance）材料合成（制备）在材料科学与工程中占有重要的地位。
2、纳米材料1）纳米（10-9m）是一个介观尺度的度量单位。
2）纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围内（1～100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，其大小介于微观粒子与宏观物体之间，包括零维量子点，一维纳米线、纳米管，二维超薄膜、超晶格等。
3、分子筛●一种包含有精确和单一的微小孔洞的材料，可用于吸附气体或液体。
●足够小的分子可以通过孔道被吸附，二更大的分子则不能。
●分子水平上的操作●如：一个水分子可以通过，但比它大一点的分子就不行●用来做干燥剂，能吸附高达自身重量22%的水分4、纳米材料的特性1）表面效应2）量子尺寸效应大块材料的能带可以看成是连续的，而介于原子和大块材料之间的纳米材料的能带将分裂为分立的能级。
能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。
当热能、电场能、或者磁场能比平均的能级间距还小时就会呈现出一系列与宏观物体截然不同的反常特性，称之为量子效应。
3）小尺寸效应随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。
对纳米颗粒而言尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，产生一系列新奇的性质。
4）宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。
近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，故称为宏观的量子隧道效应MQT5、纳米材料制备的技术方法分类●按反应物状态可分为：干法和湿法●按反应介质可分为：固相法、液相法、气相法●按反应类型可分为：物理法、化学法。
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1本征扩散：空位来源于晶体结构中本征热缺陷，由此而引起的质点迁移。
2，非本征扩散：受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。
或由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点位移。
3，稳定扩散：若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0.这种扩散称稳定扩散。
4，不稳定扩散：扩散物质在扩散层dx 内的浓度随时间而变化，即dc/dt≠0，这种扩散称为不稳定扩散。
5，均匀成核：是晶核从均匀地单相熔体中产生的过程6，非均匀成核：是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等而形成晶核的过程。
7，一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商（一级导数）不相等的称为一级相变。
8，二级相变：相变时两相化学势相等，其一级偏微商也相等，但二级偏微商不等的相变。
9，一致熔融化合物：是一种稳定的化合物，与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，产生的液相与化合物组成相同。
10，不一致熔融化合物：是一种不稳定的化合物，加热到一定温度会发生分解，分解产物是一种液相和一种固相，液相和固相的组成与化合物组成都不相同。
11，切线规则：将将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，远离交点的晶相被回吸.12，连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点就是该界线上的温度最高点。
13，三角形规则：原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。
14，晶体生长：平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。
15，二次再结晶：是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。
16，液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来，使转熔过程不能继续进行，从而使液相进行另一个单独的析晶过程，就是液相独立析晶。
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第三章熔体和玻璃一，玻璃的结构参数晶子学说：硅酸盐玻璃是由无数“晶子”组成，“晶子”的化学性质取决于玻璃的化学组成。
所谓“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大。
“晶子”分散在无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界线。
晶子学说的核心是结构的不均匀性及进程有序性。
无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。
这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。
晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。
试述微晶学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。
解：微晶学说：玻璃结构是一种不连续的原子集合体，即无数“晶子”分散在无定形介质中；“晶子”的化学性质和数量取决于玻璃的化学组成，可以是独立原子团或一定组成的化合物和固溶体等微晶多相体，与该玻璃物系的相平衡有关；“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格极度变形的微小有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大；从“晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界限。
无规则网络学说：玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三维空间网络结构。
但玻璃的网络与晶体的网络不同，玻璃的网络是不规则的、非周期性的，因此玻璃的内能比晶体的内能要大。
由于玻璃的强度与晶体的强度属于同一个数量级，玻璃的内能与相应晶体的内能相差并不多，因此它们的结构单元（四面体或三角体）应是相同的，不同之处在与排列的周期性。
微晶学说强调了玻璃结构的不均匀性、不连续性及有序性等方面特征，成功地解释了玻璃折射率在加热过程中的突变现象。
网络学说强调了玻璃中离子与多面体相互间排列的均匀性、连续性及无序性等方面结构特征。
分化过程:架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。
缩聚过程:分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。
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第二章、晶体结构缺陷1缺陷的概念2、热缺陷（弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷）热缺陷是一种本征缺陷、高于0K就存在，热缺陷浓度的计算影响热缺陷浓度的因数：温度和热缺陷形成能（晶体结构）弗伦克尔缺陷肖特基缺陷3、杂质缺陷、固溶体4、非化学计量化合物结构缺陷（半导体）种类、形成条件、缺陷的计算等5、连续置换型固溶体的形成条件6、影响形成间隙型固溶体的因素7、组分缺陷（补偿缺陷）：不等价离子取代形成条件、特点（浓度取决于掺杂量和固溶度）缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较幻灯片68、缺陷反应方程和固溶式9、固溶体的研究与计算写出缺陷反应方程T固溶式、算出晶胞的体积和重量T理论密度（间隙型、置换型）T和实测密度比较10、位错概念刃位错：滑移方向与位错线垂直，伯格斯矢量b与位错线垂直螺位错：滑移方向与位错线平行，伯格斯矢量b与位错线平行混合位错：滑移方向与位错线既不平行，又不垂直。
幻灯片7第三章、非晶态固体1熔体的结构：不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系2、非晶态物质的特点3、玻璃的通性4、Tg、Tf ,相对应的粘度和特点5、网络形成体、网络改变（变性）体、网络中间体玻璃形成的结晶化学观点：键强，键能6、玻璃形成的动力学条件（相变），3T图7、玻璃的结构学说（二种玻璃结构学说的共同之处和不同之处）8、玻璃的结构参数Z可根据玻璃类型定，先计算R,再计算X、Y 注意网络中间体在其中的作用。
9、硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别10、硼的反常现象幻灯片8第四章、表面与界面1表面能和表面张力，表面的特征2、润湿的概念、定义、计算；槽角、二面角的计算改善润湿的方法：去除表面吸附膜（提高固体表面能）、改变表面粗糙度、降低固液界面能3、表面粗糙度对润湿的影响4、吸附膜对润湿的影响5、弯曲表面的效应（开尔文公式的应用）6、界面的分类与特点7、多晶体组织8、粘土荷电的原因，阳离子交换序9、粘土与水的作用，电动电位及对泥浆性能的影响流动性，稳定性，悬浮性，触变性，可塑性10、瘠性料的悬浮与塑化泥浆发生触变的原因，改善方法幻灯片9第五章、相平衡1、相律以及相图中的一些基本概念相、独立组分、自由度等2、水型物质相图的特点（固液界线的斜率为负）3、单元系统相图中可逆与不可逆多晶转变的特点4、S iO2相图中的多晶转变（重建型转变、位移型转变）5、一致熔化合物和不一致熔化合物的特点6、形成连续固溶体的二元相图的特点（没有二元无变量点）7、相图应用幻灯片108、界线、连线的概念，以及他们的关系9、等含量规则、等比例规则、背向规则、杠杆规则、连线规则、切线规则、重心规则。
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无机材料复习资料第一篇：无机材料复习资料1.获得高温的方法：各种高温电阻炉、聚焦炉、闪光放电、等离子体电弧、激光、原子核的分离和聚变、高温粒子。
2.常见高温电炉：电阻炉、感应炉、电弧炉、电子束。
3.高温测温仪表分为：接触式、非接触式(一)接触式热膨胀温度计（-200℃-600 ℃）压力表式温度计热电阻温度计（-258 ℃-900 ℃）热电偶（-200 ℃-1800 ℃）(二)非接触式光学高温计（800 ℃-3200 ℃）辐射高温计（400 ℃-2000 ℃）比色高温计（50 ℃-3200 ℃）4.热电偶高温计的工作原理：是以热电偶作为测温元件，以测得与温度相对应的热电动势，再通过仪表显示温度。
5.热电偶高温计的特点：1、体积小,使用方便；2、有良好的热感度；3、能直接与被测物相接触；4、测温范围较广；5、测量讯号可远距离传送6.高温合成反应类型：高温下的固相合成反应（制陶反应）；高温下的化学转移反应；高温下的固－气合成反应；高温下的熔炼和合金制备；高温下的相变合成；高温熔盐电解；等离子体激光、聚焦等作用下的超高温合成；高温下的单晶生长和区域熔融提纯7.获得低温的方法（常用的有气体绝热膨胀制冷和相变制冷）：一般半导体制冷；三级级联半导体制冷；菲利普制冷机；液体减压蒸发(He)；氦涡流制冷；He绝热压缩相变制冷；绝热去磁8、常见的低温源：冰盐共熔体系；干冰浴；液氮；相变致冷浴9、常见的低温温度计：低温热电偶、电阻温度计、蒸汽压温度计，实验室中最常用的是蒸汽压温度计。
10、低温的控制方法：恒温冷浴，低温恒温器，相变制冷浴，干冰浴11、低温分离的方法：低温下的分级冷凝、低温下的分级减压蒸发、低温吸附分离、低温分馏、低温化学分离12、静高压的定义：利用外界机械加载方式，通过缓慢逐渐施加负荷挤压所研究的物体或试样，当其体积缩小时，就在物体或试祥内部产生高压强。
由于外界施加载荷的速度缓慢(通常不会伴随着物体的升温)，所产生的高压力称为静态高压。
无机功能材料复习资料
无机功能材料绪论1、通常材料分为：结构材料和功能材料2、结构材料（structural materials)：以使用材料的力学性质为基础，能在常温下承受外加载荷而保持其形状和结构稳定，它在物件中起着“结构力学性能”的作用。
3、功能材料(function materials)以特殊的电、磁、声、光、热、力、化学及生物功能等作为主要性能指标的新型材料。
它是信息技术、生物技术、能源技术、等高技术领域和国防建设的重要基础材料。
4、1965年由美国贝尔实验室的J.A. Morton博士首先提出功能材料概念。
5、功能材料种类：金属功能材料、无机非金属功能材料、有机功能材料、复合功能材料6、无容机功能材料的主要内陶瓷（高性能结构陶瓷、电功能陶瓷、敏感陶瓷）; 玻璃(功能玻璃、微晶玻璃、纤维玻璃); 晶体（光学晶体、激光晶体、电、磁、力、温度功能晶体）陶瓷高性能结构陶瓷1、提高陶瓷材料的强度和韧性的主要方法（1. 在陶瓷材料的制备过程中通过工艺控制消除或减少材料中的原始裂纹缺陷；2. 通过添加第二相来增韧补强，是陶瓷增韧的关键方向。
）2、陶瓷材料的增韧主要通过三个途径：（（1）复合法（2）预应力法（3）相转变法）3、高性能结构陶瓷（高性能结构陶瓷是主要发挥陶瓷材料的机械、热、化学等效能，具耐高温、耐磨、耐腐蚀、耐冲刷、耐烧蚀、高温蠕变小等优异性能，广泛用于能源、航天、机械、汽车、冶金、化工、电子等领域。
）4、研制与推广陶瓷刀具的主要原因在于：(一)陶瓷刀具材料具有很高的硬度、耐磨性能和良好的高温性能，与金属的亲和力小，不易与金属产生黏结，并且化学稳定好。
5、陶瓷刀具材料可分为四大类CA氧化铝基氧化物陶瓷(白陶瓷)；CM氧化铝基金属碳化物复合陶瓷(黑陶瓷)；CN氮化硅基氮化物陶瓷(非氧化物陶瓷)；CC陶瓷涂层刀具。
（目前氧化铝基和氮化硅基陶瓷刀具材料的应用最为广泛）电功能陶瓷1、陶瓷材料多由离子键和共价键组成，键结合牢固，大部分陶瓷的禁带宽度宽，为绝缘材料（例如氧化铝、氧化硅、氮化硅等）。
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第三章问答：试述石英晶体，石英熔体，Na2O.2SiO2比较硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃在结构与性能上的差异答：结构差异：硅酸盐玻璃：石英玻璃是硅酸盐玻璃的基础。
石英玻璃是硅氧四面体[SiO 4]以顶角相连而组成的三维架状结构。
由于Si —O —Si 键角变动范围大，使石英玻璃中[SiO 4]四面体排列成无规则网络结构。
SiO 2是硅酸盐玻璃中的主要氧化物。
硼酸盐玻璃：B 和O 交替排列的平面六角环的B —O 集团是硼酸盐玻璃的重要基元，这些环通过B —O —B 链连成三维网络。
B 2O 3是网络形成剂。
这种连环结构与石英玻璃硅氧四面体的不规则网络不同，任何O —B 三角体的周围空间并不完全被临接的三角体所填充，两个原子接近的可能性较小。
性能差异：硅酸盐玻璃：试剂和气体介质化学稳定性好、硬度高、生产方法简单等优点。
硼酸盐玻璃：硼酸盐玻璃有某些优异的特性。
例如：硼酐是唯一能用以制造有吸收慢中子的氧化物玻璃；氧化硼玻璃的转化温度比硅酸盐玻璃低得多；硼对中子射线的灵敏度高，硼酸盐玻璃作为原子反应堆的窗口对材料起屏蔽中子射线的作用。
第四章热缺陷的基本类型：弗伦克耳缺陷：特点 —— 空位和间隙成对产生 ；填隙原子与空位是等量的肖特基缺陷：对于离子晶体，为保持电中性，正离子空位和负离子空位成对产生，晶体体积增大 平衡态热缺陷浓度：固溶体的分类：置换型固溶体，填隙型固溶体。
热缺陷分为线缺陷或位错。
线缺陷又分为刃型位错，螺旋位错，混合位错位错的滑移：位错沿着滑移面的移动。
位错的攀移：在垂直滑移面的方向上移动。
本征缺陷：问答：固溶体：若晶相A ，B 形成固溶体，则A ，B 中相关的原子或离子间发生原子尺度的混合，)2exp(T k W N n c B s －==形成具有A，B相晶体结构的均匀单晶态物质。
若晶态固相A，B形成的机械混合物则通常是指A，B相以颗粒态混合，A和B分别保持原有的结构和性能A，B不是均匀的单相而是两相或多相。
无机材料知识点总结归纳
无机材料是指那些由非碳化合物组成的材料，主要包括金属、陶瓷、玻璃和半导体等。
无机材料在工业生产和科学研究中具有重要的地位，具有较高的硬度、耐热性和化学稳定性，因此被广泛应用于各个领域。
本文将从无机材料的分类、主要性质、加工工艺以及应用领域等方面进行总结归纳。
一、无机材料的分类1. 金属材料：金属材料是一种由金属元素组成的材料，主要包括铁、铝、铜、镁等元素构成的合金和纯金属。
2. 陶瓷材料：陶瓷材料是一种由金属元素与非金属元素（如氧、硅等）形成的化合物，具有高温稳定性和较高的硬度。
3. 玻璃材料：玻璃材料是一种非晶态结构的无机材料，由硅氧化合物、碱金属和金属氧化物等组成，具有优良的透明性和化学稳定性。
4. 半导体材料：半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的材料，具有良好的电导性能和光电特性，是电子器件的重要组成部分。
二、无机材料的主要性质1. 金属材料的主要性质包括良好的导电性、导热性、延展性和塑性等。
2. 陶瓷材料的主要性质包括高温稳定性、硬度高、耐磨损和耐腐蚀等。
3. 玻璃材料的主要性质包括透明性、化学稳定性和绝缘性等。
4. 半导体材料的主要性质包括良好的电导性和光电特性，具有半导体材料的主要性质包括良好的电导性和光电特性。
三、无机材料的加工工艺1. 金属材料的加工工艺包括铸造、锻造、冲压、焊接、切削和热处理等，主要用于制造各种金属零件和制品。
2. 陶瓷材料的加工工艺包括成型、烧结、抛光和涂层等，主要用于制造陶瓷制品和陶瓷工艺品。
3. 玻璃材料的加工工艺包括熔制、拉伸、冷却和切割等，主要用于制造玻璃容器、玻璃器皿和玻璃建筑。
4. 半导体材料的加工工艺包括单晶生长、晶片加工、激光刻蚀和封装等，主要用于制造集成电路和光电器件。
1. 金属材料的主要应用领域包括航空航天、汽车制造、机械工程、建筑工程和电子工业等。
2. 陶瓷材料的主要应用领域包括电子陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷等。
3. 玻璃材料的主要应用领域包括建筑玻璃、家用玻璃、工业玻璃和光学玻璃等。
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1．晶体结构和空间点阵的区别：空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性，由于各阵点的周围环境相同，它只能有14种类型。
晶体结构则是晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况，它们能组成各种类型的排列，因此，实际存在的晶体结构是无限的。
2.材料科学与工程四要素是什么？其相互关系如何？答：材料科学与工程的四要素：组成、制备、结构、性能或结构与组成、合成与制备、性能、使用效能组成不同，材料的结构不同，性能也不同：如铁为金属能导电，氧化铁为半导体，在高温才能导电制备方法不同得到的材料结构不同：如高温固相反应一般得到大颗粒材料；而化学沉淀法得到的是纳米材料。
组成相同，结构不同，材料的性能不同：如金刚石为网络结构，硬度极大，石墨为层状结构，具有润滑。
材料效能的发挥与服役的环境有关。
如金属腐蚀速度与环境湿度等有关。
3.晶向指数与晶面指数：国际上统一采用密勒指数（Miller indices）来进行标定。
晶向指数（crystallographic direction indices ）的确定：将坐标原点选在OP的任一结点O点，把OP的另一结点P的坐标经等比例化简后按X、Y、Z坐标轴的顺序写在方括号[ ]内，则[uvw]即为OP的晶向指数。
晶向指数的标定：(1)建立以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系，各轴上的坐标长度单位分别是晶胞边长a，b，c，坐标原点在待标晶向上；(2)确定该晶向上距原点最近的一个阵点P的三个坐标值(xa，yb，zc)；(3)将x，y，z化成最小的简单整数比u，v，w，且u∶v∶w = x∶y∶z；(4)将u，v，w三数置于方括号内就得到晶向指数[uvw]。
晶面指数（crystallographic plane indices ）的确定：用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶面指数。
数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距（r, s, t)的倒数的互质整数比。
晶面指数的标定：晶体中点阵平面的指数，由晶面与三个坐标的截距值所决定。
◆1)建立一组以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系。
◆(2)求出待标晶面在a，b，c轴上的截距xa，yb，zc。
如该晶面与某轴平行，则截距为∞。
◆(3)取截距的倒数1/xa，1/yb，1/zc。
◆(4)将这些倒数化成最小的简单整数比h，k，l，使h∶k∶l= 1/xa∶1/yb∶1/zc。
◆(5)如有某一数为负值，则将负号标注在该数字的上方，将h，k，l置于圆括号内，写成(hkl)，则(hkl)就是待标晶面的晶面指数。
4.配位数与致密度：配位数和致密度定量地表示原子排列的紧密程度。
配位数（coordination number，CN）：晶体结构中任一原子周围最近且等距离的原子数。
致密度（K）：晶胞中原子所占的体积分数，式中，n为晶胞原子数，v原子体积，V晶胞体积。
体心立方：面心立方：密排六方：第三章一、热缺陷平衡浓度的计算：对于ＭＸ型离子晶体，由于阴离子和阳离子的空位或间隙原子必须按计量同时出现。
如果具有正负电荷的一对肖特基缺陷的形成能为Ws，则在N对离子组成的晶体中，不同电荷的肖特基缺陷对的平均浓度为：若一对费仑克尔缺陷的形成能为WF，则其在热力学平衡态时具有的相应浓度应为：二、缺陷表示及反应方程式的书写：1. 常用缺陷的表示方法：（Kroger-Vink符号）用一个主要符号表明缺陷的种类用一个下标表示缺陷位置用一个上标表示缺陷的有效电荷如“ . ”表示有效正电荷; “/ ”表示有效负电荷;“×”表示有效零电荷。
cbA2 书写点缺陷反应式的规则：（1）计量化合物位置比例关系保持不变，对于非化学计量化合物，当存在气氛不同时，原子之间的比例是改变的。
例：TiO2 由 1 : 2 变成 1 : 2－x (TiO2－x ) (2)质量平衡：参加反应的原子数在方程两边应相等。
(3)电中性：缺陷反应两边总的有效电荷必须相等。
三、固溶体化学式的写法：以CaO加入到ZrO2中为例，以1mol 为基准，掺入xmolCaO。
（1）空位模型，形成置换式固溶体：X X X则化学式为：Zr1－xCaxO2－x（2）间隙模型，形成间隙式固溶体：2y y y则化学式为：Zr1-yCa2yO2x、y为待定参数，可根据实际掺入量确定在不等价置换固溶体中，可能出现的四种“组分缺陷”：高价置换低价：阳离子出现空位：阴离子出现空位：低价置换高价：阴离子出现空位：阳离子出现空位：四、非化学计量化合物：1.定义：把原子或离子的比例不成简单整数比或固定的比例关系的化合物称为非化学计量化合物。
2.实质：同一种元素的高价态与低价态离子之间的置换型固溶体。
产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关. 四种类型例：方铁矿只有一个近似的组成Fe0.95O，它的结构中总是有阳离子空位存在，为保持结构电中性，每形成一个,必须有2个Fe2+转变为Fe3+。
习题解答:写出下列缺陷反应式：（l ）NaCl 溶入CaCl 2中形成空位型固溶体；（2）CaCl 2溶入NaCl 中形成空位型固溶体；（3）NaCl 形成肖特基缺陷；（4）Agl 形成弗伦克尔缺陷（Ag +进入间隙）。
解： （1）NaCl Na Ca ’+ Cl Cl + V Cl · （2）CaCl 2CaNa · + 2Cl Cl + V Na ’（3）OV Na ’ + V Cl · （4）AgAgV Ag ’ + Ag i ·对某晶体的缺陷测定生成能为84KJ/mol ，计算该晶体在1000K 和1500K 时的缺陷浓度。
解：根据热缺陷浓度公式：=Nn exp （－kT2G∆） 由题意 △G=84KJ/mol=84000J/mol 则=Mn exp （RT2G ∆-）其中R=8.314J/mol ·K 当T 1=1000K 时，=Mn exp （RT2G ∆-）= exp ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯-1000314.8284000=6.4×10-3当T 2=1500K 时，=Mnexp （RT2G ∆-）= exp ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯-1500314.8284000=3.45×10-2非化学计量化合物Fe x O 中，Fe 3+/Fe 2+=0.1，求Fe x O 中的空位浓度及x 值。
解： 非化学计量化合物Fe x O ，可认为是α(mol)的Fe 2O 3溶入FeO 中，缺陷反应式为：Fe 2O 3−−→−FeO 2Fe •Fe + V ''Fe +3O Oα 2α α此非化学计量化合物的组成为：Fe +α32Fe +α-α-2)21(O已知：Fe 3+/Fe 2+＝0.1 则：1.0212=α-α-α∴ α ＝ 0.044∴x ＝2α+(1－3α)＝1－α＝0.956又：∵[V ''Fe 3+]＝α ＝ 0.044正常格点数N ＝1+x ＝1+0.956＝1.956∴空位浓度为2'3'Fe 1025.2956.1044.0N ] [V -+⨯==非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物Fe 1-x O 及Zn 1+x O 的密度将发生怎样变化？增大？减少？为什么？解：（a ）非化学计量化合物Fe 1-x O ，是由于正离子空位，引起负离子过剩：2Fe Fe +21O 2(g)→2Fe •Fe + V ''Fe +O O21O 2(g)→O O + V ''Fe +2h •按质量作用定律，平衡常数K=21O 2''Fe O 2P ]h ][V ][O [•由此可得[V ''Fe ]﹠ P O 21/6即：铁空位的浓度和氧分压的1/6次方成正比，故当周围分压增大时，铁空位浓度增加，晶体质量减小，则Fe 1-x O 的密度也将减小。
（b ）非化学计量化合物Zn 1+x O ，由于正离子填隙，使金属离子过剩：ZnO ⇔•i Zn +e ′+ 21O 2(g)根据质量作用定律K=[•i Zn ] [e ′]2/1O 2P得 [•i Zn ]∝P O 2-1/4即：间隙离子的浓度与氧分压的1/4次方成反比，故增大周围氧分压，间隙离子浓度减小，晶体质量减小，则Zn 1+x O 的密度也将减小。
13 对于刃位错和螺位错，区别其位错线方向、伯氏矢量和位错运动方向的特点。
解：刃位错：位错线垂直于伯氏矢量，位错线垂直于位错运动方向；螺位错：位错线平行于伯氏矢量，位错线平行于位错运动方向3-27 CeO 2为萤石结构，其中加入15mol%CaO 形成固溶体，测得固溶体密度d ＝7.01g/cm 3，晶胞参数a ＝0.5417nm ，试通过计算判断生成的是哪一种类型固溶体。
已知原子量Ce140.12，Ca40.08，O16.00。
解：对于CaO-CeO 2固溶体来说，从满足电中性来看，可以形成 氧离子空位的固溶体也可形成Ca 2+嵌入阴离子间隙中的固溶体， 其固溶方程为：对于置换式固溶体有x=0.15，1-x=0.85，2-x=1.85，所以置换式固溶体化学式Ca0.15Ce0.85O1.85。
又因为CeO2属于萤石结构，晶胞分子数Z=4，晶胞中有Ca2+、Ce4+、O2-三种质点晶胞质量:对于间隙固溶体，其化学式Ca2y Ce1-y O2，与已知组成Ca0.15Ce0.85O1.85相比，O2-不同，Ca0.15Ce0.85O1.85Ca0.15×2/1.85Ce0.83×2/1.85O2∴间隙式固溶体化学式Ca0.15×2/1.85Ce1.7/1.85O2同理可得：实测密度为d=7.01g/cm3接近于d间∴形成间隙固溶体，存在间隙Ca离子第四章3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。
它们的结构有什么不同？解：进行XRD检测，其XRD谱图具有不同特征。
（P116,图4-1，P143,图4-31）晶体SiO2——质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。
SiO2熔体——内部结构为架状，近程有序，远程无序。
SiO2玻璃——各向同性。
硅胶——疏松多孔。
５.影响熔体粘度的因素有哪些？试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。
解：（1）影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。
随碱金属氧化物含量增加，粘度剧烈降低。
随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。
（2）通常碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）能降低熔体粘度。
这些正离子由于电荷少、半径大、和O2－的作用力较小，提供了系统中的“自由氧”而使O/Si比值增加，导致原来硅氧负离子团解聚成较简单的结构单位，因而使活化能减低、粘度变小。