郑州大学无机材料科学

第3章晶体缺陷试题精选 加入时间：简答1、指出图中位错环帀预的各段位错是什么性质的位错，它们在外应力％作用下将如何运动？Va-b=-[101]2、在铜单晶的（111）面上有一个 的右旋螺位错，式中a=0.36nm,今沿[001]方向拉伸，拉应力为106Pa，求作用在螺位错上的力。3、 在图中位错环ABCDA是通过环内晶体发生滑移而环外晶体不滑移形成的。在滑移时滑移面上部的晶体相对于下部晶体沿oy轴滑动了距离b1。此外，在距离亘E位错为d处有一根垂直于环面的右旋螺位错EF,其柏氏矢量为b2。（1） 求出AB?BC?CD和DA各段位错的类型。（2） 求出EF对上述各段位错的作用力。在此力作用下位错环ABCDA将变成什么形

状？状？若EF位错沿oy方向运动而穿过位错环，请画出交割以后各位错的形状(要求指出割阶的位置和长度。)(图未画)4、判断下列位错反应能否进行？若能进行，试在晶胞上作出矢量关系图。(b)亠|[H0]^-|[ii2]+-|[iiiL |[i0i]+|[0ii]^-|[H0L(c) (d)£|[112]+|[in]^|[lll](e)3 6 2(e)5、 (a)MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6ev,计算在25°C和1600°C时热缺陷的浓度。如果MgO晶体中，含有百分之一mol的A12O3杂质，则在1600°C时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。6、 对MgO晶体的缺陷测定生成能为84KJ/mol,计算该晶体在1000K和1500K时的缺陷浓度。7、 非化学计量化合物FexO中，Fe3+/Fe2+=0.1,求FexO中的空位浓度及x值。8、 (a)在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6ev，计算在25°C和1600°C时热缺陷的浓度。(b)如果MgO晶体中，含有百万分之一的A12O3杂质，则在1600°C时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。9、 对某晶体的缺陷测定生成能为84千焦/摩尔，计算该晶体在1000K和1500K时的缺陷浓度。10、 非化学计量化合物FexO中，Fe3+/Fe2+=0.1,求FexO中的空位浓度及x值。11、 在截面积为1mm2长度为10mm的圆柱形晶体上作用着拉伸力，问：若在与圆柱体轴线成45。角的晶面上，有一个b=20nm的刃型位错滑出晶体，问晶体产生多大的伸长量？已知晶体中的位错密度为1014m-2,若全部位错都在45。角的晶面上动动，并且最后滑出晶体，试计算晶体的总变形量和相应的正应变。12、 已知在铜中形成1mol空位所需的能量为83000J，试计算铜从27°C加热到1027°C时，空位的平衡浓度增加了多少倍？(振动熵项A=1)13、 如图所示为一位错环14、15、16、 A12O3在MgO中将形成有限固溶体。在低共熔温度(1995°C)约18重量％的A12O3溶解在MgO中。MgO单位晶胞尺寸减小。试预计下列情况的密度变化A13+为填隙离子和(b)A13+为置换离子。17、 (a)设两个同号平行刃型位错出现在同一滑移面上，即其半片原子面是平行的，并终止在垂直于半片原子面的同一平面上，它们之间是否会有引力或斥力？这是不是压力，张力，还是剪力的结果？假若它们之间距离增加10倍，则相互作用力将减少或增加多少？假若刃型位错中的一个被一个螺型位错代换，试描述这两个线缺陷间的相互作用。18、 非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质，压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物Fel-xO及Znl+xO的密度将发生怎样的变变化？增大？减小？为什么？19、 如图所示是晶体二维图形，内含有一个正刃型位错和一个负刃型位错。围绕两个位错作柏格斯回路，最后得柏氏矢量若干？围绕每个位错作柏格斯回路，其结果又怎样？(图未画)20、 在简单立方结构中，在同一滑移面上画出柏格斯矢量相反的两个平行的螺位错。并说明这些位错为什么能够吸引在一起而相互抵消。21、 研究在同一水平面上的两个滑移区A和A'如图，随着滑移的进展，当凸和岂点接合时，两个滑移区开始合并。(图未画)V V指出靠近凸和h点的两段刃型位错按照反应式b+ =°合并。说明当两段螺型位错靠近S和S'点最后合并起来的时候，为什么它们被认为具有相同的(而不是相反的)柏氏矢量。VV V画一个与如图相似的图，但表示两个滑移过程的联合相当于位错反应b+b=2b。22、 晶格常数等于0.361nm的面心立方晶体，计算其2°的对称倾斜晶界中的位错间距。23、 试阐明固溶体，晶格缺陷和非化学计量化合物三者间的异同点。列出简明表格比较。24、 在面心立方空间点阵中，面心位置的原子数比立方体顶角位置的原子数多三倍。原子B溶入原子A的面心立方晶格中形成置换型固溶体,其成分应该是A3B呢还是A2B？为什么？25、 A12O3在MgO中将形成有限固溶体。在低共熔温度(1995°C)时，约有18wt%的A12O3溶解在MgO中。MgO单位晶胞尺寸减小。试预计下列情况下密度的变化A13+为填隙离子。A13+为置换离子。26、 对磁硫铁矿进行化学分析，按分析数据的Fe/S计算，得出两种可能的成分：Fel-xS和FeSl+x,前者意味着是Fe空位的缺陷结构，后者是Fe被置换。设想一种实验方法以确定该矿物究竟属于哪一类成分。27、 对于MgO、A12O3和Cr2O3,其正、负离子半径比分别为0.47、0.36和0.40。A12O3和Cr2O3形成连续固溶体。这个结果可能吗？为什么？试预计，在MgO-Cr2O3系统中的固溶度是有限还是很大的？为什么？28、 计算各个晶体结构中的最大空隙。萤石(CaF2)结构。金红石(TiO2)结构。钙钛矿(CaTiO3)结构。29、 一块金黄色的人造黄玉，化学分析结果认为，是在A12O3中添加了0.5mol%NiO和0.02mol%Cr2O3。试写出缺陷反应方程(置换型)及化学式。0030、 ZnO是六方晶系，a=3.242^,c=5.195心,每个晶胞中含2个ZnO分子，测得晶体密度分别为5.74,5.606g/cm3，求这两种情况下各产生什么型式的固溶体？31、CeO2为萤石结构，其中加入15mol%CaO形成固溶体，测得固溶体密度=06.45g/cm