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第5章 結構缺陷及固溶體

              5.6 非化學計量化合物缺陷(3)

    4. 陽離子填隙型(Zn1+xO、Cd1+xO)
     Zn1+xO,Cd1+xO屬于這種類型。當這類氧化物在其相應的正離子元素蒸汽中加熱,金屬進入間隙位置,它是帶正電的,如圖5-41所示。為了保持電中性,等價的電子被束縛在間隙正離子周圍,這也是一種色心。
     如ZnO在Zn蒸氣中加熱,顏色逐漸加深,缺陷反應:
              (5-84)
                (5-85)
按式(5-84)得到:
               (5-86)
按式(5-85)得到:
               (5-87)
         實驗證明,氧化鋅在鋅蒸氣中加熱生成單電荷間隙鋅的方程是可行的。圖5-41是ZnO電導率隨氧分壓的變化,因為電導率與電子濃度成正比,該圖表明實際缺陷機構是單電荷的Zn處于間隙位置上。
      綜上所述,非化學計量化合物的產(chǎn)生及其缺陷的濃度與氣氛的性質(zhì)及壓力大小有密切的關系,這是它有別于其它缺陷的最顯著特點之處。從形式上看,非化學計量化合物缺陷與前述的不等價置換固溶體中的“組分缺陷”很類似,二者都產(chǎn)生了組分缺陷,實際上,正是產(chǎn)生這種“組分缺陷”,才使化學計量的化合物變成了非化學計量,只是這種不等價置換發(fā)生在同一種離子中的高價態(tài)與低價態(tài)之間的相互置換,而一般的不等價置換固溶體在不同離子之間進行。因此,非化學計量化合物可以看成是變價元素中高、低價氧化物之間由于環(huán)境氧分壓的變化而形成的固溶體,它是不等價置換固溶體中的一個特例。
(本節(jié)完)

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