缺陷反應方程式

缺陷反應方程式

在晶體中,缺陷的相互作用可用缺陷反應方程式來表示,類似於化學反應方程式。所有適用於化學反應的基本規律也都適合缺陷化學反應。

基本介紹

  • 中文名:缺陷反應方程式
  • 外文名:Defect reaction equation
  • 類型:陶瓷材料學術語
  • 對象:晶體缺陷
簡介,基本原則,位置關係,位置生成,質量平衡,電荷守恆,表面位置,

簡介

如果將每個缺陷看作化學物質,那么材料中的缺陷及其濃度就可以與化學反應一樣,用熱力學函式如化學位、反應熱效應等來描述,所有適用於化學反應的基本規律也都適合缺陷化學反應,因此用缺陷化學反應法來描述材料製備過程中缺陷的產生和相互作用等就顯得十分方便和直觀。

基本原則

缺陷反應方程式與化學反應式一樣,必須遵守以下基本原則:

位置關係

在化合物MaXb中,M位置的數目(SM)必須永遠與X位置的數目(Sx)成一個固定的比例,該比例就等於化合物MaXb的化學計量比,即SM:Sx=M:X=a:b。在實際晶體中,由於缺陷的存在,M與X的比例會偏離原有的化學計量比關係,此時M:X≠a:b,但是其正負離子位置比仍然為a:b保持不變。

位置生成

當缺陷發生變化時,有可能在M格位上形成空位VM,也可能把VM消除。當引人空位或消除空位時,都不增加或減少M點陣的位置數,因此正負離子的位置比值不變。能產生位置的缺陷有:VM,VXMM,MX,XM,XX等。與正常晶格位置無關的缺陷有:e',h',Mi,Xi等。

質量平衡

與一般的化學反應式一樣,缺陷方程式的兩邊也必須保持質量平衡,必須注意的是缺陷符號的下標只是表示缺陷位置,與質量無關。如VM為M位置上的空位,它不存在質量。

電荷守恆

在缺陷反應前後晶體始終保持電中性,即缺陷反應方程式兩邊必須具有相同數目的總有效電荷。

表面位置

當M原子從晶體內部遷移到表面時,用符號MS表示,下標S是英文 surface的首字母,表示表面位置,在缺陷化學反應中表面位置一般不特別表示。

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