晶体结构与晶体中的缺陷

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1、第二章晶体结构与晶体中的缺陷1、解释下列名词类质同晶和同质多晶；弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；刃位错和螺旋错。2、在萤石晶体中Ca2+半径为0.112nm，F-半径为0.131nm，求萤石晶体中离子堆积系数。萤石晶体a＝0.547，求萤石的密度。3、已知Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。4、(1)画出O2-作而心立方堆积时，各四面体空隙和八面体空隙的所在位置(以一个晶胞为结构基元表示出来)；(2)计算四面体空隙数、八面体空隙数与O2-数之比；(3)根据电价规则，在下面情况下，空隙内各需填入何种价数的阳离子，并对每一种结构举出—个例子。

2、I．所有四面体空隙位置均填满；II．所有八而体空隙位置均填满；III．填满—半四面体空隙位置；IV．填满—半八面休空隙位置。5、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。6、MgO和CaO同属NaCl型结构，而它们与水作用时，则CaO要比MgO活泼，试解释之。7、MgO具有NaCl结构。根据O2-半径为0.140nm和Mg2+半径为0.072nm，计算球状离子所占据的体积分数和计算MgO的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？8、根据同质多晶现象，试回答：（1）纯铁在912℃条件下，由体心立方结构转变为面心立方结构，晶体体积随之减小1.06%，则其结构中原子

3、中心间距的变化是多少？（2）纯铁在833℃由六方结构转变为体心立方结构，体积随之减少0.55%，其原子间距是增大还是减少？9、(a)在CaF2晶体中，弗伦克尔缺陷形成能为2.8eV，肖特基缺陷的生成能为5.5eV，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。(b)如果CaF2晶体中，含有10-6的YF3杂质，则在1600℃时，CaF2晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。10、高温结构材料Al2O3可以用ZrO2来实现增韧，也可以用MgO来促进Al2O3的烧结。(a)如加入0.2mol%ZrO2，试写出缺陷反应式和固溶分子式。(b)如加入0.3mol%ZrO2和Xmol%MgO对A

4、l2O3进行复合取代，试写出缺陷反应式、固溶分子式及求出X值。11、ZnO是六方晶系，a＝0.3242nm，c＝0.5195nm，每个晶胞中含有2个ZnO分子，测得晶体密度分别为5.74g/cm3、5.606g/cm3，求这两种情况下各产生什么形式的固溶体？12、下列硅酸盐矿物各属何种结构类型：Mg2[SiO4]，K[AlSi3O8]，CaMg[Si2O6]，Mg3[Si4O10](OH)2，Ca2Al[AlSiO7]13、石棉矿如透闪石Ca2Mg5[Si4O11](OH)2具有纤维状结晶习性，而滑石Mg2[Si4O10](OH)2却具有片状结晶习性，试解释之。14、石墨、滑石和高岭石具有

5、层状结构，说明它们结构的区别及由此引起的性质上的差异。15、(1)在硅酸盐晶体中，Al3+为什么能部分置换硅氧骨架中的Si4+；(2)Al3+置换Si4+后，对硅酸盐组成有何影响?(3)用电价规则说明Al3+置换骨架中的Si4+时，通常不超过一半，否则将使结构不稳定。16、试写出下列缺陷方程：Al2O3ThO2(a)TiO2MgO(b)CaOZrO2(c)Y2O3(d)Al2O317、试写出少量MgO掺杂到Al2O3中和少量YF3掺杂到CaF2中的缺陷方程。（a）判断方程的合理性。（b）写出每一方程对应的固溶式。18、试写出以下缺陷方程（每组写出二种），并判断是否可以成立，同时简单说明理由

6、。（1）（2）（3）19、从化学组成、相组成考虑，试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。20、在MgO-Al2O3和PbTiO3-PbZrO3中哪一对形成有限固溶体，哪一对形成无限固溶体，为什么?21、对于MgO、Al2O3和Cr2O3，其正、负离子半径比分别为0.47、0.36和0.40。Al2O3和Cr2O3形成连续固溶体。(a)这个结果可能吗？为什么？(b)试预计，在MgO－Cr2O3系统中的固溶度是有限还是很大？为什么？22、简述石墨与金刚石的结构和性质。23、用紧密堆积原理描述MgAl2O4的结构。24、根据产生缺陷的原因，点缺陷分几类，每类点缺陷的浓度与什么因素有关，研究点缺

7、陷有何意义。25、用紧密堆积原理描述α—ZnS的结构26、什么是固熔体，研究固熔体有何意义？27、绿宝石的化学组成为3BeO·Al2O3·6SiO2写出其结构式，指出结构类型和[SiO4]共用氧离子数。28、什么是固熔体，研究固熔体有何意义？