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化变化 合物 17、解：设AL2O3、MgO总重量为100g，则AL2O318g，MgO82g， 溶入MgO中AL2O3的mol数：AL2O3 mol%=

=0.08=8%, MgO

mol%=1-8%=92%,固溶体组成：8% AL2O3，92%MgO，固溶体组成式：Al0.16Mg0.92O1.16 (a) AL·2O3

2ALMg + 2OO + Oi’’

X 2x x 固溶体化学式：Al2xMg1-2xO1+x

将化学式与组成式一一对应，求出待定参数x，由于O2-的量不同，将O2-的量化为1

Al0.16/1.16Mg0.92/1.16O

Al2x/1+xMg1-2x/1+xO

x=0.074，化学式Al0.148Mg0.852O1.074

d理想 =

，

=1.04

（b）AL·2O3

2ALMg + 3OO + OMg’’

x 2x x Al2xMg1-3xO Al0.16/1.16Mg0.92/1.16O

x=

Al0.138Mg0.793O

18、解：Fe1-xS中存在Fe空位，VFe’’非化学计量，存在h· P型半导体；FeS1-x中金属离子过剩，存在S2-空位，存在e’，N型半导体；因Fe1-xS、FeS1-x分属不同类型半导体，通过实验确定其半导体性质即可。

19、解：（1）晶体中间隙位置是有限的，容纳杂质质点能力≤10%；（2）间隙式固溶体的生成，一般都使晶格常数增大，增加到一定的程度，使晶格变得

=0.97

不稳定而离解；置换固溶体形成是同号离子交换位置，不会对接产生影响，所以可形成连续固溶体。

20、解：

r大-r小/ r大=4.2%<15% Ta—W 电负性：1.5-1.7=-0.2 结构类型：体心立方 相同 r大-r小/ r大=20.7%>15% Pt—Pd 电负性差=2.2-2.2=0 结构类型：面心立方 r大-r小/ r大=0.4%<15% Co—Ni 电负性差：1.8-1.6=0.2 当T<427℃，Co Zn结构类型相同 r大-r小/ r大=2.12%<15% Ti—Ta 电负性差=1.5-1.5=0 当T>883℃，Ti Ta结构类型相同

21、解：（a）∵r大-r小/ r大=10%<15%，∴AL2O3和Cr2O3能形成连续固溶体； （b）MgO—Cr2O3中，r大-r小/ r大=15%，加之两者结构不同，∴固溶度是有限的。

22、解：设非化学计量化合物为NixO， Ni2O3

2NiNi· + 3OO + VNi’’

形成有限固溶体 形成连续固溶体 可形成连续固溶体 可形成连续固溶体 y 2y y Ni3+2yNi2+1-3yO

Ni3+/Ni2+=2y/(1-3y)=10-x

Ni0.99995O

则y=5×10-5， x=1-y=0.99995，

每m3中有多少载流子即为空位浓度：[VNi’’]=y/(1+x)=2.5×10-5。

23、解：MgO-AL2O3：r大-r小/ r大=15%，即rMg、rAl半径相差大，MgO（NaCl型）、AL2O3（刚玉）结构类型差别大，形成有限固溶体；

PbTiO3-PbZrO3形成无限固溶体，因为尽管Ti4+、Zr4+半径相差较大（15. 28）,但都是（ABO3）钙钛矿型结构，Ti4+、Zr4+都填充八面体空隙，该空隙体积较大，可填入的阳离子的半径r值可在一定范围内变化，而不至于使结构变化。

24、解：（1）对于置换式固溶体有 x=0.15，1-x=0.85，2-x=1.85，所以置换式固溶体化学式Ca0.15Zr0.85O1.85。有因为ZrO2属于萤石结构，晶胞分子数Z=4，晶胞中有Ca2+、Zr4+、O2-三种质点。 晶胞质量

d置 =

=5.55g/cm3；

（2）对于间隙固溶体，其化学式Ca2yZr1-yO2，与已知组成Ca0.15Zr0.85O1.85相比，O2-不同， Ca0.15Zr0.85O1.85

Ca0.15×2/1.85Zr0.3/1.85O2

∴间隙式固溶体化学式Ca0.3×2/1.85Zr1.7/1.85O2 晶胞质量

d间=

=6.014g/cm3，由此可判断生成的是置换型固溶体。

第三章答案

1.

1 石英晶体 石英熔体 Na2O?2SiO2 、解： 结构 [SiO4] 按共顶方式对称有规律有序排列， 远程无序 远程有序 性质 固体无流动性，熔有流动性，η大，远程无序 有流动性，η较石基本结构单元 基本结构单元 [SiO4] 呈架状结构， [Si6O18]12- 呈六节环或八节环， 点高，硬度大，导电性电导率大，表面张力大 英熔体小，电导率大，表差，结构稳定，化学稳定性好 面张力大 2、解：根据lnη=A+B/T，727℃时，η=108P0，1156℃时，η=104P0，∴A=-5.32，B=13324，当η=107P0时，则t=80℃。

3、解：Na2O-SiO2系统中，SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为SiO2含量增加，聚合离子团尺寸增大，迁移阻力增大，η增大，e/r减小，相互作用力减小，σ减小；RO-SiO2系统中，SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为无SiO2时RO-O2系统η很低，表面张力大；加入SiO2，系统中出现聚合离子团，SiO2增加，聚合离子团尺寸增大，数目增大，η增大，σ减小。

4、解：玻璃的介稳性：熔体转变为玻璃过程中，是快速冷却，使玻璃在低温下保留了高温时的结构状态，玻璃态是能量的介稳态，有自发放热而转变为晶体的趋势；玻璃无固定熔点：熔体的结晶过程中，系统必有多个相出现，有固定熔点；熔体向玻璃体转变时，其过程是渐变的，无多个相出现，无固定的熔点，只有一个转化温度范围。

5.

6、解：在熔体结构中，不O/Si比值对应着一定的聚集负离子团结构，如当O/Si比值为2时，熔体中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n聚集团（即石英玻璃熔体）；随着O/Si比值的增加，硅氧负离子集团不断变小，当O/Si比值增至4时，硅-氧负离子集团全部拆散成为分立状的[SiO4]4-，这就很难形成玻璃。