2NiOCr2O3
2+ +2OO
固溶体分子式为：
Cr
取1mol试样为基准，则 m
＝0.005 ； m
＝1－0.005－0.0002＝0.9948
＝0.0002 ； m
∵ 2NiO →2Al2 O3 Cr2 O3 →Al2 O3
∴取代前Al2O3所占晶格为：
0.9948＋0.005/2＋0.0002＝0.9975mol (Al2O3) 取代后各组分所占晶格分别为： Al2O3：
mol NiO：
mol Cr2 O3：
mol
∴取代后，固溶体的分子式为： 0.9973 Al2O3·0.005 NiO ·0.0002 Cr2 O3 或Al1.9946Ni 0.005Cr0.0004 O2.9975 ∴x=0.005, Y=0.0004
1.9946=2－0.005－0.0004=2－x－y 2.9975=3－
x
39、 什么是刃位错、螺旋位错？试比较刃型位错和螺型位错的异同点。
答：刃位错：在位错线附近原子失去正常有规律排列，并滑移一段距离，由此产生的缺陷即是。
螺旋位错：在位错线附近原子失去正常有规律排列，产生螺旋位移，这种缺陷即是。
刃型位错和螺型位错的异同点见表4-1所示。
表4-1 刃型位错和螺型位错的异同点 与柏格斯矢量?的位b刃型位错 柏格斯矢量?与刃性位错b螺型位错 柏格斯矢量?与螺型位错线b置关系 位错分类 位错是否引起晶体畸变和形成应力场 线垂直 刃性位错有正负之分 引起晶体畸变和形成应力场，且离位错线越远，晶格畸变越小 平行 螺形位错分为左旋和右旋 引起晶体畸变和形成应力场，且离位错线越远，晶格畸变越小 11
位错类型 只有几个原子间距的线缺陷 只有几个原子间距的线缺陷 40、 说明非化学计量化合物与无限固溶体的异同； 解：1、非化学计量化合物与无限固溶体的共同点：（1）都属于晶体结构缺陷中的点缺陷；（2）相组成均为均匀单相。
不同之处在于：（1）形成原因不同。非化学计量化合物由气氛性质和压力变化引起，而无限固溶体则由掺杂溶解而引起。（2）形成条件不同。前者只有变价元素氧化物在氧化或还原气氛中才能形成，而后者则需满足离子半径和电负性差值较小、保持电中性、结构相同等条件才能形成。（3）组成范围不同。前者的组成变化范围很小，而后者可以在整个组成范围内变化。
41、、简述形成连续置换型固溶体的条件是什么？并举一实例。 答：形成连续置换型固溶体的条件：
（1）离子尺寸因素。相互替代的两离子尺寸应满足
（2）晶体结构类型相同。
（3）相互替代的两个离子电价相同或复合替代离子电价总和相同。 （4）相互替代的两个离子电负性相近。 例如：
，固溶式为：Mg1-xNixO（x=0~1）
。
42、非化学计量化台物Cdl-xO由于在化学组成上偏离化学计量而产生的晶格缺陷是 。b
a．阴离子空位 b．阳离子空位 c．阴离子填隙 d．阳离子填隙 43、在下列几类晶体甲，形成间隙型固溶体的次序是 。a a．沸石>CaF2>TiO2>MgO b．MgO>TiO2>CaF2>沸石 c．CaF2>TiO2>MgO>沸石 d．TiO2>MgO>CaF2>沸石 44、Na2O·CaO·A12O3·3SiO2玻璃的四个结构参数为b
a． Z=4、R=2.5、X=1、Y=3 b．Z=4、R=2.2、X=0.4、Y=3.6 c．Z=3、R=2.5、X=1、Y=3 d．Z=3、R=2.2、X=0.4、Y=3.69
45、由于（A）的结果，必然会在晶体结构中产生\组分缺陷\，组分缺陷的浓度主要取决于：（B）和（C）。
（A）不等价置换（B）掺杂量（C）固溶度
46、说明影响置换型固溶体形成的因素有哪些?
答: 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。
47、 ZnO是六方晶系，a=0.3242nm，c=0.5195nm，每个晶胞中含2个ZnO分子，测得晶体密度分别为5.74，5.606 g/cm3，求这两种情况下各产生什么型式的固溶体？
解：六方晶系的晶胞体积 V=
==4.73cm3
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在两种密度下晶胞的重量分别为
W1=d1v=5.74×4.73×10-23=2.72×10-22(g) W2=d2v=5.606×4.73×10-23=2.65×10-22(g) 理论上单位晶胞重 W=
=2.69
(g)
∴密度是d1时为间隙型固溶体，是d2时为置换型固溶体。 48、 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？ 解：（a）Al2O3与Cr2O3有可能形成连续固溶体。因为： ①
=
=10%＜15%
②结构类型相同，均属刚玉型结构。
（b）对于MgO－Cr2O3系统，由于结构类型相差较大，前者为NaCl型，后者为刚玉型。虽然
=
=14.89%＜15%，也不可能形成完全互溶的固溶
体，而只能是有限固溶。 49、 Al2O3在MgO中将形成有限固溶体，在低共熔温度1995℃时，约有18wt% Al2O3溶入MgO中，MgO单位晶胞尺寸减小。试预计下列情况下密度的变化。(a) Al3+为间隙离子， (b) Al3+为置换离子。 解：(a) Al3+为间隙离子： 缺陷反应为：
（1）
固溶式分子式：（b）Al3+为置换离子： 缺陷反应为：
+
（2）
（3）固溶式分子式：
（4）取100g试样为基准：（为摩尔数）
m＝＝＝0.176 (m为摩尔数)mMgO＝＝＝2.035
∴MgO中固溶18%wt的Al2O3后的分子式为： 2.035 MgO·0.176 Al2O3或Mg2.035Al0.352O2.563 (5) （5）式各项除以2.563得Mg0.794Al0.137O (6) 由（6）式得x=0.137代入（2）（4）式，
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对（a）有
（b）有Mg0.794Al0.137
O
即Mg0.794Al0.137O
设：固溶前后晶胞体积不变，则密度变化为：
（
，分别代表固溶前后密度）
所以，固溶后的密度小于固溶前的密度。
50、 用0.2mol YF3加入CaF2中形成固溶体，实验测得固溶体的晶胞参数
a=0.55nm，测得固溶体密度ρ=3.64g/cm3，试计算说明固溶体的类型？（元素的相对原子质量：Y=88.90；Ca=40.08；F=19.00） 解：YF3加入CaF2的缺陷反应方程如下： YF32YF3
Y +F+2FF (1) 2Y +V
+6FF (2)
方程（1）和（2）的固溶式：(1)Ca1-xYxF2+x (2) Ca(1-3/2x)YxF2
按题意x=0.2代入上述固溶式得：间隙型固溶体分子式为Ca0.8Y0.2F2..2
置换型固溶体分子式为Ca0.7Y0.2F2；它们的密度分别设为ρ1和ρ2。CaF2是萤石型晶体，单位晶胞内含有4个萤石分子。 ρ1=
=3.659（g/cm3）
ρ2==3.346（g/cm3）
由ρ1与ρ2计算值与实测密度ρ=3.64g/cm3比较，ρ1值接近3.64g/cm3，因此0.2mol YF3加入CaF2中形成间隙型固溶体。
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