无机材料科学基础 晶体结构缺陷
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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。
3-1纯金属晶体中主要点缺陷类型有肖脱基空位和弗兰克空位,还有和弗兰克空位等量的间隙原子。
点缺陷附近金属晶格发生畸变,由此会引起金属的电阻增加,体积膨胀,密度减小;同时可以加速扩散,过饱和点缺陷还可以提高金属的屈服强度。
3-2答:在一定的温度下总是存在一定浓度的空位,这是热力学平衡条件所要求的,这种空位浓度为空位平衡浓度。
影响空位浓度的主要因素有空位形成能和温度。
3-3解:由exp(/)E V C A E kT =-138502201exp(/)111051000exp[()] 6.9510exp(/)29311238.31E V E V C A E kT C A E kT -⨯==-⨯=⨯- 3-4解:6002300112exp(/)11exp[()]exp(/)E V V E V C A E kT E C A E kT kT kT -==-⨯- 56600300121111ln/()8.61710(ln10)/() 1.98573873E V E C E eV C kT kT -=-=⨯⨯-=或190kJ/mol 3-5解:exp(/)e V C A E kT =-exp(/)i i C A E kT '=-由题设,A A '=,0.76, 3.0v i E eV E eV ==, 所以当T=293K 时538exp(/)exp()/exp[(3.00.76)/(8.61710293)] 3.3910exp(/)e V i V i i C A E kT E E kT C A E kT --==-=-⨯⨯=⨯'-当T=773K 时514exp(/)exp()/exp[(3.00.76)/(8.61710773)] 4.0210exp(/)e V i V i i C A E kT E E kT C A E kT --==-=-⨯⨯=⨯'-3-6答:1为左螺旋位错,2为负刃型位错,3为右螺旋位错,4为正刃型位错。