溶体 体结构开放，空隙大 2CaO组分Ca2+电缺价≠陷 Zr4+电价 环[h][POO2(g)→2Fe < 30% ，CaO 掺杂量<固溶度，受温度控制 非化阳离学子缺计位 量化合物 阴离子间隙 境中变价元气素氧化氛物在氧性化气氛质中 和压]+ V+OO []O2(g)→+U(2h)

力阳离子间隙 素氧化物在还原气氛阴离中 子缺位 变ZnO[] +2e′化 变价元+O2(g) OO→ [ V]+2+ O2(g) 5.4试写出少量MgO掺杂到Al2O3中和少量YF3掺杂到CaF2中的缺陷方程。（a）判断方程的合理性。（b）写出每一方程对应的固溶式。

解： 3MgO2MgOYF32YF3

2

2+

++3OO （1）

+2OO （2）

Y+F+2FF （3） 2Y+

+6FF （4）

（a）书写缺陷方程首先考虑电价平衡，如方程（1）和（4）。在不等价置换时，3Mg2+ →2Al3+ ；2Y3+ →3Ca2+。这样即可写出一组缺陷方程。其次考虑不等价离子等量置换，如方程（2）和（3）2Mg2+ →2Al3+ ；Y3+ →Ca2+。这样又可写出一组缺陷方程。在这两组方程中，从结晶化

学的晶体稳定性考虑，在离子晶体中除萤石型晶体结构可以产生间隙型固溶体以外，由于离子晶体中阴离子紧密堆积，间隙阴离子或阳离子都会破坏晶体的稳定性。因而间隙型缺陷在离子晶体中（除萤石型）较少见。上述四个方程以（2）和（3）较合理。当然正确的判断必须用固溶体密度测定法来决定。

（b）(1)

(2) (3)

(4)

5.5一块金黄色的人造黄玉，化学分析结果认为，是在Al2O3中添加了0.5mol%NiO和0.02mol% Cr2O3。试写出缺陷反应方程（置换型）及化学式。

解：NiO和Cr2O3固溶入Al2O3的缺陷反应为： 2NiOCr2O3

2

+

+2OO

固溶体分子式为：取1mol试样为基准，则

Cr

m＝0.005 ； m＝0.0002 ； m＝1－0.005－0.0002＝0.9948

∵ 2NiO →2Al2 O3 Cr2 O3 →Al2 O3

∴取代前Al2O3所占晶格为：

0.9948＋0.005/2＋0.0002＝0.9975mol (Al2O3) 取代后各组分所占晶格分别为：

Al2O3：mol

NiO：mol

Cr2 O3：mol

∴取代后，固溶体的分子式为：

0.9973 Al2O3·0.005 NiO ·0.0002 Cr2 O3 或Al1.9946Ni 0.005Cr0.0004 O2.9975 ∴x=0.005, Y=0.0004

1.9946=2－0.005－0.0004=2－x－y