习题和思考题

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1、习题和考虑题 - 无机材料科学根底 习题和考虑题 第一章 晶体 1.球体按立方最严密堆积方式堆积，取出立方晶胞，画出立方晶胞中的四面体空隙和八面体空隙的位置分布图。 2.用鲍林规那么分析p 氧化镁晶体构造。镁离子半径为0.65?，氧离子半径为1.40?。 1 确定晶胞中质点的位置坐标； 2 计算每个晶胞中含氧化镁“分子”数， 3 晶胞常数a=4.20 ?，求氧化镁堆积系数和密度， 4 氧化镁晶体中最邻近的两个镁离子中心距为多少？次邻近的两个镁离子中心距为多少？最邻近和次邻近的两个氧离子中心距为多少？ 5 画出氧化镁晶胞的111、110、100面的质点分布图并在图上标出氧离子的密排方向，求个面的

2、面密度。 3纤锌矿构造中存在两套硫离子和两套锌离子的六方底心格子，并锌离子填充在硫离子最严密堆积体的四面体空隙中，现以一套硫离子的等同点为基准取六方晶胞，画出晶胞中的质点分布图，计算晶胞中所含式量分子数。 4完成下表 氧离子氧化物 结 构晶 胞 堆积方名称 类 型 形 状 式 正离子填隙情况 正离子配位多面体形状 多面体最多共用顶点数 构造中氧的配位数 Li2O Na2O K2O MgO CaO SrO BaO 闪锌 矿型 BeO 纤锌 矿型 刚玉Al2O3 ZrO2 CeO2 ThO2 UO2 金红TiO2 石型 萤石 型 型 5. 六方最严密堆积与四方最严密堆积的堆积密度一样，为什么许多氧

3、化物是以氧离子的立方最严密堆积为根底，而较少以六方最严密堆积为根底？ 6. 用鲍林规那么分析p 镁橄榄石的构造： P48 图2-18 1 标记为50的Mg2+与哪几个氧离子配位形成MgO6八面体？写出O2+ 的标高； 2 标记为25的两个O2+与哪几个镁离子配位？写出Mg2+离子的标高； 3 标记为75的O2+ 离子与哪几个镁离子配位？写出Mg2+离子的标高； 4 标记为0和50的两个Mg2+ 的MgO6 八面体共用几个顶点？写出O2+ 的标高； 5 SiO4 和 MgO6 之间、MgO6和MgO6 八面体之间有那些连接方式？ 6 镁橄榄石的晶胞是什么形状？计算晶胞中含有的式量分子数。 第二章

4、 晶体缺陷 1.氧化镁为氯化钠型构造，氧化锂为反萤石型构造，在两种构造中氧离子都作立方最严密堆积，为什么在氧化镁中主要的热缺陷是肖特基型，而在氧化锂中却是弗伦克尔型？萤石型构造的氧化物晶体中常见的热缺陷估计主要是什么类型？为什么？ 2.氯化钠晶体中肖特基缺陷形成焓为2.2ev，而氧化镁晶体中肖特基缺陷形成焓为6ev，试分别计算400时氯化纳晶体与氧化镁晶体中肖特基缺陷的浓度。 3.在氧化镁晶体中肖特基缺陷形成焓为6ev，假如该晶体中含有百万分之一摩尔分数浓度的氧化铝，问1600时氧化镁晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？ 4.富氏体具有氯化钠型构造，是由低价铁与高价铁的氧化物形成的固溶体。

5、当富氏体中铁含量为76.08wt%、氧含量为23.92wt%时，测得密度值为5.63g/cm3，又由x射线分析p 测得其晶胞常数ao为4.282?，问富氏体是间隙型固溶体还是缺位型固溶体？ 5.非化学计量化合物Zn1+XO与UO2+X的密度随氧分压如何变化？为什么？ 6.推测氟化镁和氧化钾溶入氧化镁晶格中可能形成什么类型固溶体？分别写出其固溶体形成的缺陷反响式。假设在氧化镁晶格中同时固溶氟化镁和氧化钾，氟化镁的摩尔分数浓度为0.12，氧化钾的摩尔分数浓度为0.15，写出固溶体的化学式。 7.为什么热缺陷在热力学上是稳定的？位错在热力学上是否稳定？位错会不会自发产生？为什么？ 8.将TiO2固溶

6、到MgO中，按最可能的形成类型写出固溶体形成的缺陷反响式，说明理由。设固溶体中TiO2的摩尔分数浓度为0.08，写出固溶体的化学式。 9.将MgO固溶到Al2O3中，按最可能方式写出以下固溶体形成的缺陷反响式，说明理由。设固溶体中Al2O3的摩尔分数浓度为0.06，写出固溶体的化学式。 10.CaO固溶于Na2O中Ca原子的原子量为40.08，Ca2+离子的半径为0.99? 1 写出所有可能类型的固溶体形成过程缺陷反响式； 2 设CaO在固溶体中的摩尔分数浓度为0.15，写出所有可能类型固溶体的化学式； 3 设固溶前后晶胞体积不变，按形成缺位型固溶体求固溶体的密度。 11.Y2O3固溶于ZrO2中(Y原子的原子量为88.91，Y3+离子的半径为0.92?) 1 写出所有可能类型的固溶体形成过程缺陷反响式； 2设Y2O3在固溶体中的摩尔分数浓度为0.06，写出所有可能类型固溶体的化学式； 2 设固溶前后晶胞体积不变，按形成缺位型固溶体求固溶体的密度。 第 5 页 共 5 页