无机材料科学基础复习资料 - 图文(4)

—Si-O键性及Si-O-Si键角的变化 —Al的作用

—离子替代规律 离子堆积等 离子堆积

硅酸盐结构中，离子堆积情况与硅氧骨干型式有关。岛状硅酸盐中，离子作紧密堆积，当阳离子的配位数为4或6、阴阳离子半径比值也与配位数相符合的情况下，氧离子作最紧密堆积；当阳离子的配位数大于6，则氧离子不作紧密堆积，但整个结构仍为紧密堆积。环状硅酸盐结构中，环与环之间平行排列，且尽可能排列得最紧密，氧离子不做紧密堆积。链状和层状硅酸盐，硅氧骨干彼此平行排列，并尽可能紧密。架状硅酸盐中，离子不作紧密堆积。

SiO2 的主要变体及其结构特点

石英的三个主要变体：α-石英、 α-鳞石英和α-方石英。在α-石英中，相当于以共用氧为对称中心的两个硅氧四面体中，Si-O-Si键由180°转变为150°。在α-鳞石英中，两个共角顶的硅氧四面体的连接方式相当于中间有一个对称面。在α-方石英中，两个共角顶的硅氧四面体相连，相当于以共用氧为对称中心。

结构缺陷

晶体结构缺陷及其类型

按几何形状：点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷等。 按形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷和其它原因的缺陷等。

点缺陷的类型

填隙质点：原子或离子进入晶体中正常结点之间的间隙位置，成为填隙质点或称间隙质点。

空位：正常结点没有被原子或离子所占据，成为空结

点，称为空位。

杂质质点：外来原子或离子进入晶格就成为晶体中的杂质。这种杂质原子或离子可以取代原来晶格中的原子或离子而进入正常结点的位置，这称为取代原子或离子，也可以进入本来就没有原子的间隙位置生成间隙式杂质质点。

热缺陷（本征缺陷）

当晶体的温度高于绝对0K时，由于晶格内原子热振动，使一部分能量较大的原子离开平衡位置造成缺陷，这种缺陷称为热缺陷。弗伦克尔缺陷和肖特基缺陷。

点缺陷的表示方式

用一个主要符号来表明缺陷的种类，而用一个下标来表示这个缺陷的位置。缺陷的有效电荷在符号的上标表示。如用上标“·”表示有效正电荷，用“′”表示有效负电荷，用“×”表示有效零电荷。

VM和VX分别表示M原子位置和X原子位置是空的。 Mi和Xi分别表示M及X原子处在晶格间隙位置。 MX的含义是M原子占据X原子的位置。（CaZr 表示

Ca2+离子占据Zr4+离子位置）。

（缺陷反应方程的书写原则）

（缺陷反应的实例（会写并判断合理性））

（位错的类型）

固溶体与非化学计量化合

物

固溶体与非化学计量化合物

凡在固态条件下，一种组分(溶剂)内“溶解”了其它组分(溶质)而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体，单相均匀的晶态物质，结构与主晶相相同。 在普通化学中，定比定律认为，化合物中不同原子的数量要保持固定的比例。但在实际的化合物，有一些并不符合定比定律，正、负离子的比例并不是一个简

单的固定比例关系。这些化合物称为非化学计量化合物。

固溶体与类质同象

形成固溶体后对晶体性质的影响

1、 稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生 2、活化晶格 3、固溶强化

4、形成固溶体后对材料物理性质的影响

固溶体的类型

1按溶质原子在溶剂晶格中的位置划分

取代(置换)型的固溶体：溶质原子进入晶体后，可以进入原来晶体中正常格点位置 ——类质同象。 填隙型固溶体：杂质原子如果进入溶剂晶格中的 间隙位置。

2按溶质原子在溶剂晶体中的溶解度分类

连续固溶体：是指溶质和溶剂可以按任意比例相互固溶。

有限固溶体：则表示溶质只能以一定的限量溶入溶剂，

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