武汉理工大学材料科学基础(第2版)课后习题和答案 下载本文

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同层的[MgO6]与[SiO4]共顶,如T[MgO6]和7[SiO4]共顶22O2-,不同层的[MgO6]与[SiO4]共棱,T[MgO6]和43[SiO4]共28O2-和28O2-; z=4; Si4+占四面体空隙=1/8,Mg2+占八面体空隙=1/2。 23、解:透闪石双链结构,链内的Si-O键要比链5的Ca-O、Mg-O键强很多,所以很容易沿链间结合力较弱处劈裂成为纤维状;滑石复网层结构,复网层两个[SiO4]层和中间的水镁石层结构构成,复网层与复网层之间靠教弱的分之间作用力联系,因分子间力弱,

所以易沿分子间力联系处解理成片状。 24、解:石墨中同层C原子进行SP2杂化,形成大Π键,每一层都是六边形网状结构。于间隙较大,电子可在同层中运动,可以导电,层间分子间力作用,所以石墨比较软。 25、解:Al3+可与O2-形成[AlO4]5-;Al3+与Si4+处于第二周期,性质类似,易于进入硅酸盐晶体结构中与Si4+发生同晶取代,于鲍林规则,只能部分取代;Al3+置换Si4+是

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部分取代,Al3+取代Si4+时,结构单元[AlSiO4][ASiO5],失去了电中性,有过剩的负电荷,为了保持电中性,将有一些半径较大而电荷较低的阳离子如K+、Ca2+、Ba2+进入结构中;设Al3+置换了一半的Si4+,则O2-与一个Si4+一个Al3+相连,阳离子静电键强度=3/4×1+4/4×1=7/4,O2-电荷数为-2,二者相差为1/4,若取代超过一半,二者相

差必然>1/4,造成结构不稳定。 第三章 晶体结构缺陷 1、 说明下列符号的含义: VNa,VNa’,VCl?,.(VNa’VCl?),CaK?,CaCa,Cai?? 2、写出下列缺陷反应式:

化合物 16、略。 变化 17、解:设AL2O3、MgO总重量为100g,则AL2O318g,MgO82g, 溶入MgO中AL2O3的mol数:AL2O3 mol%= ==8%, MgO mol%=1-8%=92%, 固溶体组成:8% AL2O3,92%MgO,固溶体

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组成式: (a) AL2O3 2ALMg2 + 2OO + Oi’’ X 2x x 固溶体化学式:Al2xMg1-2xO1+x 将化学式与组成式一一对应,求出待定参数x,于O2-的量不同,将O2-的量化为1 // Al2x/1+xMg1-2x/1+xO x=,化学式 d理想 = AL2O3 , = 2ALMg2 + 3OO + OMg’’ x 2x x Al2xMg1-3xO 18、解:Fe1-xS中存在Fe空位,VFe’’非化学计量,存在h2 P型半导体;FeS1-x中金属离子过剩,存在S2-空位,存在e’,N型半导体;因Fe1-xS、FeS1-x分属不同类型半导体,通过实验确定其半导体性质即可。 19、解:晶体中间隙位置是有限的,容纳杂质质点能力≤10%;间隙式固溶体的生成,一般都使晶格常数增大,增加到一定的程度,使晶格变

得不稳定而离解;置 // x= = 换固溶体形成是同号离子交换位置,不会对接产生影响,所以可形成连续固溶体。 20、解: r大-r小

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/ r大=% Pt—Pd 电负性差==0 结构类型:面心立方 r大-r小/ r大=?3℃,Ti Ta结构类型相同 形成有限固溶体 形成连续固溶体 可形成连续固溶体 可形成连续固溶体 21、解:∵r大-r小/ r大=10% 2NiNi2 + 3OO + VNi’’ Ni3+/Ni2+=2y/(1-3y)=10-x y 2y y Ni3+2yNi2+1-3yO则y=5310, x=1-y=, -5 每m3中有多少载流子即为空位浓度:[VNi’’]=y/(1+x)=。 23、解:MgO-AL2O3:r大-r小/ r大=15%,即rMg、rAl半径相差大,MgO、AL2O3

结构类型差别大,形成有限固溶体; PbTiO3-PbZrO3形成无限固溶体,因为尽管Ti4+、Zr4+半径相差较大,但都是钙钛矿型结构,Ti4+、Zr4+都填充八面体空隙,该空隙体积较大,可填入的阳离子的半径r值可在一定范围内变化,而不至于使结构变化。 24、解:对于置换式固溶体有 x=,1-x=,2-x=,所以置换式固溶体化学式。有因为ZrO2属于

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