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第5章 结构缺陷及固溶体

              5.6 非化学计量化合物缺陷(3)

    4. 阳离子填隙型(Zn1+xO、Cd1+xO)
     Zn1+xO,Cd1+xO属于这种类型。当这类氧化物在其相应的正离子元素蒸汽中加热,金属进入间隙位置,它是带正电的,如图5-41所示。为了保持电中性,等价的电子被束缚在间隙正离子周围,这也是一种色心。
     如ZnO在Zn蒸气中加热,颜色逐渐加深,缺陷反应:
              (5-84)
                (5-85)
按式(5-84)得到:
               (5-86)
按式(5-85)得到:
               (5-87)
         实验证明,氧化锌在锌蒸气中加热生成单电荷间隙锌的方程是可行的。图5-41是ZnO电导率随氧分压的变化,因为电导率与电子浓度成正比,该图表明实际缺陷机构是单电荷的Zn处于间隙位置上。
      综上所述,非化学计量化合物的产生及其缺陷的浓度与气氛的性质及压力大小有密切的关系,这是它有别于其它缺陷的最显著特点之处。从形式上看,非化学计量化合物缺陷与前述的不等价置换固溶体中的“组分缺陷”很类似,二者都产生了组分缺陷,实际上,正是产生这种“组分缺陷”,才使化学计量的化合物变成了非化学计量,只是这种不等价置换发生在同一种离子中的高价态与低价态之间的相互置换,而一般的不等价置换固溶体在不同离子之间进行。因此,非化学计量化合物可以看成是变价元素中高、低价氧化物之间由于环境氧分压的变化而形成的固溶体,它是不等价置换固溶体中的一个特例。
(本节完)

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