Физика и химия твердого тела. Точечные дефекты в ионных кристаллах

УДК 539.124.162 
А65 

Р е ц е н з е н т 
профессор, кандидат технических наук М.Г. Крашенинников 

Андреев Л.А., Новиков А.В., Новикова Е.А. 

А65 
Физика и химия твердого тела. Точечные дефекты в ионных 

кристаллах: Метод, указания - М.: МИСиС, 2003. - 82 с. 

Настоящие указания содержат многовариантные задачи для выполнения индивидуальных домашних работ по разделу «Точечные дефекп,: в ионных кристаллах» курса «Физика и химия твердого состояния». Выполнение домашней рабогы 
должно развить у студентов: умение составлять символические («квазихимические») уравнения физико-химических процессов, протекающих в ионных кристаллах с участием точечньж дефектов; понимание элекгронной природы некоторых 
типов центров окраски кpиcтaллoв(F-цeнтpoв); навык прогнозирования влияния 
примесей гетероваленгных ионов на ионную элекгропроводностъ кристаллов и их 
присутствия в оксиде (сульфиде) на скорость роста оксидной (сульфидной) пленки 
на металле. Теоретические разделы должны помочь глубже понять рассматриваемые проблемы как при выполнении задания, так и при самостоятельной проработке 
материала по соответствующим вопросам курса. Исходные данные, используемые 
для составления задач, заимствованы из оригинальных рабог. 

Предназначены для студентов специальности 070800. 

© Московский государственный институт 
стали и сплавов (Технологический 
университет) (МИСиС), 2003 

СОДЕРЖАНИЕ 

Задача!. Квазихимические процессы 
при возникновении 
нестехиометричности в кристаллах галогенидов одновалентных металлов 
4 

Указания к выполнению задачи 1 
9 

Задача 2. Квазихимические реакции образования растворов 
замещения в кристаллических галогенидах щелочных металлов 
10 

Указания к выполнению задачи 2 
13 

Задача 3. Квазихимическое равновесие в нестехиометрических 
оксидах (сульфидах) и-типа 
14 

Указания к выполнению задачи 3 
16 

Задача 4. Квазихимическое равновесие в нестехиометрических 
оксидах (сульфидах) ;?-типа 
18 

Указания к выполнению задачи 4 
20 

Задача 5. Электронная 
модель 
F-центра 
в 
кристаллах 
галогенидов щелочных металлов и ее экспериментальная 
проверка 
22 

Указания к выполнению задачи 5 
26 

Задача 6. Определение 
энергии 
активации 
самодиффузии 
катионов Е°^, и энергии образования дефектов Шоттки Е] В 
галогенидах щелочных металлов по данным о температурной 
зависимости их ионной электропроводимости 
27 

Указания к выполнению задачи 6 
40 

Задача 7. Влияние 
легирующих 
добавок 
на 
константу 

параболического окисления металлов 
50 

Указания к выполнению задачи 7 
56 

Приложение А. Система символических обозначений дефектов 

Шоттки-Хауффе 
65 

Приложение Б. Система символических обозначений дефектов 

по Крёгеру и Винку 
76 

Библиографический список 
81 

3 

Задача 1 

КВАЗИХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 

ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ НЕСТЕХИОМЕТРИЧНОСТИ 

В КРИСТАЛЛАХ ГАЛОГЕНИДОВ 
ОДНОВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ 

1.1. Написать квазихимические уравнения, описывающие возникновение некоторых характерных типов разупорядоченности (структурной и электронной) в галогенидах одновалентных металлов ГА", 
указанных в индивидуальном задании студента (в отдельных случаях 
эти реакции можно рассматривать как гипотетические). Каждую из 
рассматриваемых квазихимических реакций записать в двух вариантах, используя, с одной стороны, систему символических обозначений Крёгера - Винка и, с другой стороны, систему обозначений 
Шоттки - Хауффе. Описание систем обозначения дефектов дано в 
приложениях А и Б в конце руководства. 

Индивидуальное задание студент находит в табл. 1 - 4, которые 
соответствуют номерам учебных групп в порядке 1 - 4, согласно своему номеру в журнале группы. 

4 

Указания к выполнению задачи 1 

Примеры составления квазихимических процессов, обусловливающих возникновение типичных случаев разупорядоченности в 
кристаллах галогенидов одновалентных металлов, можно найти в 
приложениях А и Б в конце этого руководства. 

9