浙大材料科學(xué)基礎(chǔ)課后習(xí)題與解答

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)浙江大學(xué)材料科學(xué)與基礎(chǔ)習(xí)題與解答第一章

晶體結(jié)構(gòu)一、分離決定具有下述晶胞參數(shù)關(guān)系的晶胞可能屬于哪些晶系：1、；2、abc；3、bc；4、；5、解答：1、（正交、四方、立方）2、（三斜、單斜、正交）3、（三斜、單斜、正交、四方）4、（三斜、單斜、菱方）5、（正交、六方、四方、立方）二、設(shè)圖1-11是立方晶系，試標(biāo)出AF方向的晶向指數(shù)，并寫出該晶向所屬晶向族中其它所有晶向指數(shù)。解答：[11]，<111>=[111]、[11]、[11]、[1]、[11]、[1]、[1]、[]三、一個(gè)正交晶系晶胞，在X、Y、Z三個(gè)晶軸上分離截a/2、4b和2c/3，銜接這三個(gè)截點(diǎn)作一個(gè)平面，試決定該平面的晶面指數(shù)；寫出該晶胞包含（111）晶面的晶面族中所有其它晶面。解答：(816)四、分離決定立方晶系和正交晶系中{110}晶面族中的所有晶面。與立方晶系{110}晶面族對(duì)照，正交晶系不屬于{110}晶面族而立方晶系中卻包含在{110}晶面族中的那些面，在正交晶系中分另屬于什么晶族，請(qǐng)分類決定。解答：立方：{110}=(110)+(101)+(011)+(10)+(01)+(10)+(01)+(10)+(01)+(0)+(0)+(0)；正交：{110}=(110)+(10)+(10)+(0)；{101}=(101)+(10)+(01)+(0)；{011}=(011)+(01)+(01)+(0)五、在六方晶系中，有如右圖中畫出的一個(gè)晶面，試標(biāo)定它的晶面指數(shù)。解答：（20）六、設(shè)兩個(gè)晶面（152）和（034）是屬于六方晶系的正交坐標(biāo)表述，試給出在描述六方晶胞中常用的四軸坐標(biāo)下這兩個(gè)晶面的晶面指數(shù)。若現(xiàn)在有兩個(gè)晶面（23）、（22），試決定這兩個(gè)晶面在正交坐標(biāo)下的晶面指數(shù)。解答：（152），（034），（23），（22）七、若上題中的所有晶面指數(shù)改為相應(yīng)的晶向指數(shù)，請(qǐng)同樣決定經(jīng)轉(zhuǎn)換后對(duì)應(yīng)的各晶向指數(shù)。解答：[32]，[24]，[033]，[302]八、以[203]晶向作為晶帶軸，試決定以此為晶帶軸的晶帶中所有晶面的晶面指數(shù)表達(dá)通式（hkl）。解答：（hk）九、試分離計(jì)算正交P格子[111]方向和正交I格子[110]及[100]方向的最小晶面間距。解答：，，十、晶體的對(duì)稱要素中：1、回轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的總數(shù)為多少？分離是什么？2、回轉(zhuǎn)-反演軸的總數(shù)為多少？分離是什么？3、滑動(dòng)面的總數(shù)為多少？分離是什么？4、螺旋軸的總數(shù)為多少？分離是什么？5、所有對(duì)稱要素總共有多少？解答：1、5個(gè)：1、2、3、4、62、3（5）個(gè)：、、（=z、=m、、、）3、5個(gè)：a、b、c、n、d4、11個(gè)：21、31、32、41、42、43、61、62、63、64、655、26（28）個(gè)十一、試給出晶族、晶系、布拉菲格子、點(diǎn)群、單形和空間群的數(shù)目。解答：3、7、14、32、47、230十二、試解釋點(diǎn)群（4/m

2/m）所表示的意義是什么？解答：分離有：4次回轉(zhuǎn)軸且有對(duì)稱面與之垂直；3次回轉(zhuǎn)—反演軸；2次回轉(zhuǎn)軸且有對(duì)稱面與之垂直十三、電負(fù)性的意義是什么？通常，非金屬元素與金屬元素比較，哪一類元素的電負(fù)性高？用電負(fù)性區(qū)別非金屬元素與金屬元素時(shí)，電負(fù)性值大致以多少為界？解答：意義：形成負(fù)離子傾向大小的量度，是分子中一個(gè)原子向它本身吸引電子的能力。通常非金屬元素電負(fù)性高。大致分界為X=2十四、按照鍵型四面體，若實(shí)際晶體中鍵合情況可以分離用四面體的(1).頂點(diǎn)、(2).棱上的一點(diǎn)、(3).面上的一點(diǎn)及(4).體內(nèi)的一點(diǎn)表示，試分離說(shuō)明各自晶體中的鍵型情況。解答：實(shí)際晶體中含有：(1)以頂點(diǎn)鍵型表示的純鍵；(2)與該棱銜接的兩個(gè)頂點(diǎn)鍵型表示的兩種鍵；（3）與該面相關(guān)的三個(gè)頂點(diǎn)鍵型代表的三種鍵；（4）所有四種鍵十五、原子間成鍵，普通與成鍵原子間的電負(fù)性差X有關(guān)，試給出形成金屬鍵、非極性共價(jià)鍵、極性共價(jià)鍵、離子鍵的電負(fù)性差應(yīng)該滿意的條件。解答：，，，十六、如圖1-41所示的體心立方（晶格常數(shù)為a）中八面體間隙的最近鄰、等距離的八面體間隙數(shù)是多少？并決定其距離是多少？在什么地方？解答：4，a/2，在間隙周圍立方體的四條棱的中點(diǎn)上十七、如圖1-40所示的面心立方（晶格常數(shù)為a）中八面體間隙的最近鄰、等距離的八面體間隙數(shù)是多少？決定其距離是多少？在什么地方？解答：12，，在間隙周圍立方體的十二條棱的中點(diǎn)上十八、計(jì)算體心立方、面心立方的致密度。解答：體心：

面心：十九、對(duì)于具有面心立方結(jié)構(gòu)和體心立方結(jié)構(gòu)的同質(zhì)多晶性質(zhì)的原子晶體，假定晶體的體積不變，按照面心立方結(jié)構(gòu)的原子半徑計(jì)算體心立方結(jié)構(gòu)的原子半徑。解答：二十、按照CsCl晶體結(jié)構(gòu)。倘若Cs+離子半徑為0.17nm，Cl-離子半徑為0.181nm，計(jì)算晶胞的堆積系數(shù)。假設(shè)Cs+和Cl-離子沿立方對(duì)角線接觸。解答：68.2%廿一、MgO具有NaCl結(jié)構(gòu)。按照O2-離子半徑為0.14nm和Mg2+半徑為0.072nm，計(jì)算MgO的堆積系數(shù)。解答：68.5%廿二、Li2O的晶胞結(jié)構(gòu)構(gòu)成為：O2-呈面心立方堆積，Li+占領(lǐng)所有四面體空隙。計(jì)算：(a)晶胞常數(shù)；(b)堆積系數(shù)；(c)若O2-按密堆積結(jié)構(gòu)，其空隙最大能容納的正離子半徑是多大？解答：a=4.94A，0.494，在八面體間隙中，為0.58A廿三、ThO2具有CaF2結(jié)構(gòu)，如圖所示。Th4+離子半徑為0.1nm，O2-半徑為0.14nm。(a)實(shí)際結(jié)構(gòu)中的Th4+離子配位數(shù)與預(yù)計(jì)配位數(shù)是否一致？(b)結(jié)構(gòu)滿意泡林規(guī)矩否？解答：0.1/0.14=0.714(<0.732)，所以預(yù)計(jì)應(yīng)為六配位，而實(shí)際為八配位EBS=4/8=1/2，所以每個(gè)O周圍應(yīng)有4個(gè)正離子配位，與結(jié)構(gòu)符合廿四、用鮑林規(guī)矩解決下列問(wèn)題：(1)

鈦鐵礦分子通式為ABO3,其中離子的化合價(jià)分離是A2+,B4+和O2-。已知A2+和B4+的O2-配位均為6，試分析O2-周圍共有幾個(gè)金屬離子，分離是幾個(gè)A2+，幾個(gè)B4+？(2)

CaTiO3具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，Ca2+按容易立方羅列，O2-位于該容易立方的六個(gè)面心，Ti4+則在立方體心。請(qǐng)分離畫出（100），（200）及（111）面上離子羅列方式，并標(biāo)明離子類別。且回答只在上述三組面中哪個(gè)面上，有不同離子相切羅列？（離子半徑：O2-1.37，Ca2+1.00，Ti4+0.61）解答：2個(gè)A2+，2個(gè)B4+，（200）面上有相切羅列廿五、有三種硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)式可以如下表示：1、KAl2[AlSi3O10](OH,F)2；2、NaMg3Al6(BO3)3[Si6O18](OH)4；3、Ca2(Mg,Fe)4Al(Si7Al)O22(OH)2。試分離判定它們屬哪一類硅酸鹽礦物？解答：算出判據(jù)為1，故為層狀結(jié)構(gòu)，判據(jù)為2，且結(jié)構(gòu)式中有6個(gè)硅，故為六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)，判據(jù)為1.5，故為雙鏈結(jié)構(gòu)硅酸鹽廿六、試解釋為什么在BaTiO3(ABX3鈣鈦礦型)晶體結(jié)構(gòu)中沒(méi)有X的四面體空隙，X的八面體空隙也惟獨(dú)正常最緊密羅列的四分之一（按照結(jié)構(gòu)圖并結(jié)合泡林規(guī)矩研究）解答：因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)是由A正離子和X負(fù)離子共同密堆組成，四面體間隙都是由A和X兩種離子共同組成的，據(jù)泡林規(guī)矩，正離子不可能填入由正離子組成的空隙；同樣，八面體空隙中惟獨(dú)四分之一是由所有負(fù)離子X(jué)組成，這部分八面體空隙中才干填入正離子B

第二章

晶體中的不殘破性一、(1)在氧化鎂晶體中，肖特基缺陷生成焓為6eV,指前因子為1，計(jì)算1600C時(shí)作為熱本征缺陷的鎂空位濃度是多少。(k=8.6210--5eV/K)(2)若在氧化鎂晶體中加百萬(wàn)分之一（摩爾比）的三氧化二鋁，生成鎂空位。1600C時(shí)，氧化鎂晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢(shì)還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢(shì)？(3)已知MgO的熔點(diǎn)是2850C，請(qǐng)回答在加百萬(wàn)分之一（摩爾比）的三氧化二鋁的條件下，是否存在雜質(zhì)缺陷改變?yōu)闊岜菊魅毕莸呐R界溫度？如有，是多少？解答：(1)[V’’Mg]S=8.51610-9,(2)由缺陷方程，得[V’’Mg]雜質(zhì)=10-6，[V’’Mg]雜質(zhì)>[V’’Mg]S(1600C),所以這時(shí)雜質(zhì)缺陷占優(yōu)，(3)算得熱缺陷濃度在10-6時(shí)的溫度是2246.11C，小于溶點(diǎn)，故存在這一改變》二、非化學(xué)計(jì)量化合物FexO中Fe3+/Fe2+=0.1，求FexO中的x值及空位濃度。解答：，此固溶體組成為：。據(jù)，=0.044，x=0.956，空位濃度=0.044/(1+0.956)=0.0225三、對(duì)某晶體的缺陷測(cè)定，其生成能為84kJ/mol，計(jì)算該晶體在1000K和1500K時(shí)的熱缺陷濃度。若晶體中摻有濃度為0.03%雜質(zhì)，并設(shè)形成等濃度的缺陷，試問(wèn)在什么溫度下開始雜質(zhì)缺陷占優(yōu)？(R=8.314J/molK)解答：6.410-3，3.4510-2；350C以下開始雜質(zhì)缺陷占優(yōu)四、非化學(xué)計(jì)量缺陷的濃度與周圍氣氛的性質(zhì)、壓力大小相關(guān)，倘若增大周圍氧氣的分壓，化合物Fe1-xO、Zn1+xO的密度將發(fā)生怎樣的變化？增大？減小？為什么？解答：據(jù)式2-49，，所以氧分壓增大，空位濃度也增大化合物Fe1-xO密度減??；據(jù)式2-35可得所以氧分壓增大，間隙離子濃度減小，化合物Zn1+xO密度減小》五、對(duì)于正、負(fù)刃型位錯(cuò)和左、右螺型位錯(cuò)，區(qū)別其柏格斯矢量和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向，并決定兩者之間的關(guān)系。（設(shè)位錯(cuò)線垂直于紙面，從紙背到紙面為位錯(cuò)線的正向）解答：正刃：B方向向左，負(fù)刃：B方向向右，位錯(cuò)線移動(dòng)方向與B方向平行（相同或相反）；左螺：B由紙背向紙面，右螺：B由紙面向紙背，位錯(cuò)線移動(dòng)方向與B方向垂直六、如右圖是晶體二維圖形，晶格間距為a，內(nèi)含有一個(gè)正和一個(gè)負(fù)刃型位錯(cuò)。(a)、圍繞兩個(gè)位錯(cuò)作柏格斯回路，得到的B矢量是多少？(b)、圍繞每個(gè)位錯(cuò)作柏格斯回路，得到的B矢量各是多少？（標(biāo)明方向和強(qiáng)度）解答：(a)、0；(b)、正刃：B向左，強(qiáng)度為a，負(fù)刃：B向右，強(qiáng)度為a七、有二個(gè)相同符號(hào)的刃型位錯(cuò)，在同一滑移面上相遇，它們會(huì)排斥還是會(huì)吸引？解答：排斥。因?yàn)槟芰刻?，惟?dú)排斥才干降低能量

兩滑移區(qū)的合并八、研究在同一水平面上的兩個(gè)滑移區(qū)A和A'(如右圖)。隨著滑移的發(fā)展,當(dāng)和’點(diǎn)接合時(shí),兩個(gè)滑移區(qū)開始合并。(a)指出逼近和’點(diǎn)的兩段刃型位錯(cuò)按照反應(yīng)式合并。(b)說(shuō)明當(dāng)兩段螺型位錯(cuò)逼近S和S’點(diǎn)最后合并起來(lái)的時(shí)候,為什么它們被認(rèn)為具有相同的(而不是相反的)柏氏矢量。(c)畫一個(gè)與給出圖相似的圖,但表示兩個(gè)滑移過(guò)程的聯(lián)合相當(dāng)于位錯(cuò)反應(yīng)。解答：(a)處為正刃（設(shè)有），’為負(fù)刃（有），所以合并時(shí)有。(b)S處為右螺，S’處也為右螺，它們總算合并成一條位錯(cuò)線，因而具有一個(gè)柏格斯矢量，所以不可能是相反的。(c)，如右圖所示的兩條位錯(cuò)線S’和S代表兩個(gè)滑移矢量都為的滑移過(guò)程，顯然它們聯(lián)合時(shí)有九、在容易立方結(jié)構(gòu)中,在同一滑移面上畫出兩個(gè)柏格斯矢量相反的平行的螺位錯(cuò)，使這兩個(gè)位錯(cuò)能夠吸引在一起而互相抵消。這時(shí)最可能形成什么新的位錯(cuò)，新位錯(cuò)的方向與原位錯(cuò)的關(guān)系。解答：如右圖兩個(gè)位錯(cuò)Ts’和Ts。兩位錯(cuò)抵消后最可能形成刃型位錯(cuò)，新位錯(cuò)的方向與原位錯(cuò)垂直十、某晶體中一條柏格斯矢量為a[001]的位錯(cuò)線，一端位于晶體表面，另一端與兩條位錯(cuò)線相銜接，其中一條的柏格斯矢量為，(1)若考慮三條位錯(cuò)線都指向（或離開）該節(jié)點(diǎn)；(2)若與之相交的兩條位錯(cuò)線是由這條位錯(cuò)線生成的。分離求這兩種情況中剩下一條未知位錯(cuò)線的柏格斯矢量。解答：（1）據(jù)，得；（2），得十一、試按照位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的互相作用能公式，研究為什么對(duì)正刃型位錯(cuò)，滑移面上側(cè)吸引比基體小的置換式溶質(zhì)原子和空位；下邊吸引間隙原子和比基體原子大的置換式溶質(zhì)原子。解答：當(dāng)V>0，在0<<處，U為正；在<<2處，U為負(fù)。當(dāng)V<0時(shí)則相反。平衡狀態(tài)要求互相作用能最小，所以，比基體原子大的置換式溶質(zhì)原子和間隙原子將被位錯(cuò)的壓縮區(qū)排斥，被位錯(cuò)的膨脹區(qū)吸引，而比基體原子小的置換式溶質(zhì)原子和空位的移動(dòng)趨向恰好相反十二、設(shè)有兩個(gè)相晶粒與一個(gè)相晶粒相交于一公共界棱，形成一三叉晶界。相所張的二面角為90，且界面能為0.3J/m2。求相與相相界的界面能。解答：=0.212J/m2十三、晶界對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生怎樣的影響？能預(yù)計(jì)嗎？十四、晶界有小角度晶界與大角度晶界之分，大角度晶界能用位錯(cuò)的陳列來(lái)描述嗎？請(qǐng)解釋。解答：不能。因?yàn)檫@種晶界中，原子羅列臨近于無(wú)序狀態(tài)。如仍認(rèn)為是一種刃型位錯(cuò)羅列，那么在這種羅列中，位錯(cuò)之間的距離可能惟獨(dú)一、二個(gè)原子的大小，故這種模型是沒(méi)存心義的十五、晶格常數(shù)等于0.361nm的面心立方晶體。計(jì)算其2的對(duì)稱傾斜晶界中的位錯(cuò)間距。解答：面心立方,第三章固溶體一、Al2O3在MgO中將形成有限固溶體，在低共熔溫度時(shí)，約有18%的Al2O3溶入MgO中。試計(jì)算下列情況下固溶體中的空位，以及不考慮體積變化時(shí)固溶體的相對(duì)密度變化解答：Al為填隙離子時(shí)有Mg0.794Al0.137(VMg)0.206O；Al為置換離子時(shí)有Mg0.794Al0.137(VMg)0.069O；考慮固溶前后晶胞體積不變，密度變化比值為0.968，即固后的密度小于固溶前的密度二、倘若(1)溶劑和溶質(zhì)原子的原子半徑相差超過(guò)±l5%,(2)兩元素的電負(fù)性相差超過(guò)±0.4%,通常這一對(duì)元素不利于形成置換型固溶體。其中前一因素往往起主導(dǎo)作用。(a)僅按照提供的資料(下表)，指出哪一對(duì)金屬大概不會(huì)形成延續(xù)固溶體：Ta-W,Pt-Pb,Co-Ni,Co-Zn,Ti-Ta。解答：Pt-Pb這對(duì)金屬不會(huì)形成延續(xù)固溶體三、對(duì)于MgO、Al2O3和Cr2O3，其正、負(fù)離子半徑比分離為0.47、0.36和0.40。A12O3和Cr2O3形成延續(xù)固溶體。(a)這個(gè)結(jié)果可能嗎?為什么?(b)試預(yù)計(jì),在MgO-Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限還是很大的?為什么?解答：(a)A12O3和Cr2O3可能形成延續(xù)固溶體，因?yàn)椋?、(0.40-0.36)/0.40=10%<15%。2、結(jié)構(gòu)類型相同，均屬剛玉型結(jié)構(gòu)；(b)對(duì)于MgO-Cr2O3系統(tǒng)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)類型相差較大，前者NaCl型，后者剛玉型，固然(0.47-0.40)/0.47=14.89%<15%，也不可能形成徹低互溶的固溶體，也只能是有限固溶四、ZnO是六方晶系a=3.242A,c=5.195A,每個(gè)晶胞中含2個(gè)ZnO分子，測(cè)得晶體密度分離為5.74和5.606g/cm3，求這兩種情況下各產(chǎn)生什么形式的固溶體？解答：兩種密度下的晶胞分量分離為：2.7210-22(g)和2.6510-22(g)，理論上單位晶胞重2.6910-22(g)，所以前者為填隙型固溶體后者為置換型固溶體。五、一塊金黃色的人造黃玉，化學(xué)分析結(jié)果認(rèn)為，是在A12O3中填加了0.5mol%NiO和0.02%molCr2O3。試寫出缺陷反應(yīng)方程（置換型）及化學(xué)式。解答：化學(xué)式為：Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.9975六、CeO2為螢石（CaF2）結(jié)構(gòu)，其中參加15mol%CaO形成固溶體。測(cè)得固溶體密度為=6.45g/cm3，晶格參數(shù)a=5.417A，問(wèn)主要缺陷形式如何？解答：s和i分離為5.854g/cm3和6.350g/cm3，顯然i更臨近實(shí)測(cè)值，所以固溶體的主要缺陷形式為陽(yáng)離子填隙型。第四章非晶態(tài)固體一、一種玻璃的組成為80wt%SiO2和20wt%Na2O，試計(jì)算非橋氧百分?jǐn)?shù)？解答：玻璃組成：Wt%MoleMol%SiO2801.3380.6Na2O200.3219.4二、玻璃的組成為13wt%CaO，74wt%SiO2和13wt%Na2O，試計(jì)算非橋氧百分?jǐn)?shù)解答：非橋氧=30.5%三、典型的鈉-鈣-硅窗玻璃的組成是什么？解答：SiO2：65～75%；Na2O：12～18%；CaO：6～9%?；騍iO2：72%；Na2O：14.3%；CaO：8.2%四、按照下列元素在形成氧化物玻璃中的作用，把它們區(qū)別為網(wǎng)絡(luò)改變體、中間體或網(wǎng)絡(luò)形成體（玻璃形成體）：Si、Na、B、Ca、Al、P、K、Ba解答：網(wǎng)絡(luò)改變體：Na、Ca、K、Ba；中間體：Al；網(wǎng)絡(luò)形成體：Si、B、Al、P第五章固體材料中的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與遷移一、在一定溫度下，若蔓延退火的時(shí)光加倍，那么蔓延物質(zhì)的平均滲透深度將增強(qiáng)幾倍？二、硅表面沉積了一層硼薄膜，經(jīng)短時(shí)光蔓延后硼的濃度分布情況如圖5-11所示，試考慮若硅表面硼濃度達(dá)到飽和并恒定不變（Cs=3x1026cm-3），要求于1200°C下蔓延深度為8mm處硼的濃度為1024cm-3，則所需蔓延時(shí)光為多少？已知DB/1200C=4x10-13cm2sec-1。解答：t=92472秒=25.68小時(shí)

三、如右圖所示，兩塊全等方塊氧化物陶瓷1和2，其組成分離是Co0.4Ni0.6O和Co0.5Ni0.5O，壓緊后加熱保溫40小時(shí)（144,000秒）迅速冷卻至室溫?；瘜W(xué)分析表明，從接縫往陶瓷2內(nèi)2毫米處的成分為Co0.461Ni0.539O。設(shè)Co2+和Ni2+的蔓延系數(shù)相同。1、計(jì)算該溫度時(shí)蔓延系數(shù)D=?厘米2/秒.2、從接縫往合金2內(nèi)4毫米處成分為Co0.461Ni0.539O需多少時(shí)光？3、從接縫往合金2內(nèi)4毫米處成分為Co0.45Ni0.55O需多少時(shí)光？解答：1、D=1.7361x10-6；2、160小時(shí)；3、無(wú)限長(zhǎng)時(shí)光四、試分析碳原子在面心立方和體心立方鐵八面體空隙間跳躍情況并以形式寫出其蔓延系數(shù)（設(shè)點(diǎn)陣常數(shù)為a0）解答：對(duì)于面心立方：P=1/6，a=，；對(duì)于體心立方：P=1/6，a=，五、設(shè)有一種由等直徑的A、B原子組成的固溶體。該固溶體具有簡(jiǎn)立方的晶體結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣常數(shù)a=3A，且A原子在固溶體中分布成直線變化，0.12mm距離內(nèi)由0.15%增至0.63%（原子）。又設(shè)A原子頻率G=10-6(sec-1)，試求每秒內(nèi)通過(guò)單位截面A的原子數(shù)。解答：，單位體積中原子數(shù)為：1024/33=3.7x1022/cm3，，六、在NaCl單晶中添加10-4mol%的ZnCl2，已知NaCl的Schottky缺陷形成能為2.3eV，試分析在高溫暖低溫時(shí)分離是由本征和非本征蔓延機(jī)制的哪一種控制的？并求出改變溫度。(k=8.616x10-5eV/Ｋ)解答：Ｔ＝693°C七、按照Z(yǔ)nS的燒結(jié)數(shù)據(jù)，在563°C時(shí)，測(cè)得蔓延系數(shù)為3x10-4cm2/sec；在450°C時(shí)，蔓延系數(shù)為1x10-4cm2/sec。1、試決定蔓延活化能DE和系數(shù)D0；2、ZnS與ZnO的性質(zhì)相似，有類似的缺陷反應(yīng)。試求蔓延系數(shù)D與硫分壓的關(guān)系。解答：1、D0=0.339cm2/sec,DE=11.67kcal/mol；2、八、（1）貧鐵的Fe3O4，結(jié)構(gòu)式可寫成Fe1-xO，相當(dāng)于FeO體系中氧增強(qiáng)，且有鐵的空位形成。試推導(dǎo)鐵離子蔓延系數(shù)與氧分壓的關(guān)系。（2）鐵過(guò)剩的Fe2O3，結(jié)構(gòu)式可寫成Fe2+xO3，相當(dāng)于Fe2O3體系中氧缺少，且有氧的空位形成。試推導(dǎo)氧蔓延系數(shù)與氧分壓的關(guān)系。解答：1、；2、九、在柯肯達(dá)爾蔓延實(shí)驗(yàn)中,取得下列數(shù)據(jù)：(1)蔓延時(shí)光t=200小時(shí)；(2)標(biāo)志界面移動(dòng)量DL=0.0144cm；(3)互蔓延系數(shù)；(4)成份——距離曲線在標(biāo)志界面處的斜率；(5)A組元的原子百分比濃度NA=0.4。試求A、B二組元的蔓延系數(shù)。解答：DA=1.04x10-7cm2/sec;DB=9.4x10-8cm2/sec第六章固體材料的晶格振動(dòng)與電子運(yùn)動(dòng)一、設(shè)有一維雙原子鏈，鏈上最近鄰原子間的恢復(fù)力常數(shù)交錯(cuò)地等于和10。若兩種原子的質(zhì)量相等，并且最近鄰間距為a/2，試求在波矢q=0和q=/a處的(q)，并畫出其色散關(guān)系曲線。二、對(duì)于NaCl晶體，已知其恢復(fù)力常數(shù)=1.5104dyn/cm。試求NaCl晶體中格波光學(xué)支的最高頻率和最低頻率以及聲學(xué)支的最高頻率。已知Na和Cl的原子量分離為23和35.5，每摩爾的原子數(shù)為6.0241023。解答：光學(xué)支：最大3.61013(rad/s)，最小2.81013(rad/