（m为摩尔数）

∴MgO中固溶18%wt的Al2O3后的分子式为： 2.035MgO·0.176Al2O3或Mg2.035Al0.352O2.563（4） （4）式各项除以2.563得Mg0.794Al0.137O（5） 由（5）式得x=0.137代入（2）（3）式，

对（a）有

即

（b）有

设：固溶前后晶胞体积不变，则密度变化为：

（，分别代表固溶前后密度） 所以，固溶后的密度小于固溶前的密度。

3-22对硫铁矿进行化学分析：按分析数据的Fe/S计算，得出两种可能的成分：Fe1-xS和FeS1-x，前者意味着是Fe空位的缺陷结构，后者是Fe被置换。设想用一种实验方法以确定该矿物究竟属哪一类成分？

解：Fe1-xS中存在Fe空位，存在S空位，存在半导体性质即可。

2-

非化学计量，存在hP型半导体；FeS1-x中金属离子过剩，

·

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

3-23说明为什么只有置换型固溶体的两个组分之间才能相互完全溶解，而填隙型固溶体则不能。

精选

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。

3-24对于MgO、Al2O3和Cr2O3，其正、负离子半径比分别为0.47、0.36和0.40，则Al2O3和Al2O3形成连续固溶体。（1）这个结果可能吗？为什么？（2）试预计，在MgO－Cr2O3系统中的固溶度是有限的还是无限的？为什么？ 解：（1）Al2O3与Cr2O3能形成连续固溶体， 原因：1）结构内型相同，同属于刚玉结构。

2）

（2）MgO与Cr2O3的固溶度为有限

原因:结构类型不同MgO属于NaCl型结构，Cr2O3属刚玉结构。

虽然

也不可能形成连续固溶体。

3-25某种NiO是非化学计量的，如果NiO中Ni／Ni＝10，问每1m中有多少载流子？ 解：设非化学计量化合物为NixO， Ni2O3y2yy

Ni2yNi1-3yONi/Ni=2y/（1-3y）=10

-5

则y=5×10，x=1-y=0.99995，Ni0.99995O 每m中有多少载流子即为空位浓度：[

33+

2+

3+

2+

-x

3+2+－43

2+3+

]=y/（1+x）=2.5×10。

-5

3-26在MgO－Al2O3和PbTiO3－PbZrO3中哪一对形成有限固溶体，哪一对形成无限固溶体，为什么？

解：MgO-AL2O3：，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；

4+4+

PbTiO3-PbZrO3形成无限固溶体，因为尽管Ti、Zr半径相差较大（15.28）,但都是（ABO3）

精选

钙钛矿型结构，Ti、Zr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。

3-27CeO2为萤石结构，其中加入15molêO形成固溶体，测得固溶体密度d＝7.01g/cm，晶胞参数a＝0.5417nm，试通过计算判断生成的是哪一种类型固溶体。已知原子量Ce140.12，Ca40.08，O16.00。

解：对于CaO-CeO2固溶体来说，从满足电中性来看，可以形成氧离子空位的固溶体也可形

2+

成Ca嵌入阴离子间隙中的固溶体，其固溶方程为：

3

4+4+

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Ca0.15Ce0.85O1.85。有因为CeO2属于萤石结构，晶胞分子数Z=4，晶胞中有Ca、Ce、O三种质点。 晶胞质量

2+

4+

2-

2-

对于间隙固溶体，其化学式Ca2yCe1-yO2，与已知组成Ca0.15Ce0.85O1.85相比，O不同， Ca0.15Ce0.85O1.85

Ca0.15×2/1.85Ce0.83×2/1.85O2

∴间隙式固溶体化学式Ca0.13×2/1.85Ce1.7/1.85O2 同理可得

实测密度为d=7.01，接近于d2

精选

∴形成间隙固溶体，存在间隙Ca离子

精选