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材料科学基础(武汉理工大学,张联盟版)课后习题及答案第三章

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第三章答案 3-2 略。 3-2 试述位错的基本类型及其特点。 解:位错主要有两种:刃型位错和螺型位错。刃型位错特点:滑移方向与位错线垂直,符号⊥,有多余半片原子面。螺型位错特点:滑移方向与位错线平行,与位错线垂直的面不是平面,呈螺施状,称螺型位错。 3-3 非化学计量化合物有何特点?为什么非化学计量化合物都是n 型或p 型半导体材料? 解:非化学计量化合物的特点:非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关;可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体;缺陷浓度与温度有关,这点可以从平衡常数看出;非化学计量化合物都是半导体。由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩( n 型) 半导体,正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩( p 型)半导体。 3-4 影响置换型固溶体和间隙型固溶体形成的因素有哪些? 解:影响形成置换型固溶体影响因素:(1)离子尺寸:15%规律:1.( R1-R2) /R1>15%不连续。2.<15%连续。3.>40%不能形成固熔体。( 2) 离子价:电价相同,形成连续固熔体。( 3)晶体结构因素:基质,杂质结构相同,形成连续固熔体。(4)场强因素。(5)电负性:差值小,形成固熔体。差值大形成化合物。 影响形成间隙型固溶体影响因素:( 1) 杂质质点大小:即添加的原子愈小,易形成固溶体,反之亦然。(2)晶体(基质)结构:离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的,在一定程度上来说,结构中间隙的大小起了决定性的作用。一般晶体中空隙愈大,结构愈疏松,易形成固溶体。( 3) 电价因素:外来杂质原子进人间隙时,必然引起晶体结构中电价的不平衡,这时可以通过生成空位,产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。 3-5 试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。 解:影响有:(1)稳定晶格,阻止某些晶型转变的发生;(2)活化晶格,形成固溶体后,晶格结构有一定畸变,处于高能量的活化状态,有利于进行化学反应;(3)固溶强化,溶质原子的溶入,使固溶体的强度、硬度升高;(4)形成固溶体后对材料物理性质的影响:固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化,但一般都不是线性关系。固溶体的强度与硬度往往高于各组元,而塑性则较低 3-6 说明下列符号的含义:VNa, VNa', VCl˙,(VNa'VCl˙),CaK˙,CaCa, Cai˙˙ 解:钠原子空位;钠离子空位,带一个单位负电荷;氯离子空位,带一个单位正电荷;最邻近的Na+空位、Cl...

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