Bài giảng Vật liệu học: Chương 2 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Bài giảng Vật liệu học - Chương 2: Khuyết tật tinh thể cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu khuyết tật, các loại khuyết tật, hợp chất không tương hợp hóa học, dung dịch rắn, ảnh hưởng của khuyết tật đến tính chất chất rắn. Mời các bạn cùng tham khảo.

CH NG KHUY T T T TINH TH

Tinh th hoàn thi n:

 Ph n l n các tinh th có

n ng đ khuy t t t trên 1%

Khuy t t t m t trong SrTiO 3

Khuy t t t đ ng trong Ti

Sai sót không t l ng (không h p

th c): ph thu c nhi t đ và môi tr ng

+ Khuy t t t ngo i lai (t p ch t)

 Ph i đ m b o ki u m ng: ki u m ng chính không đ i khi

khuy t t t

 Ph i đ m b o t l nút cation-anion trong tinh th :

Ví d : t l Ca/F trong m ng CaF2 là 1/2

 Ph i trung hòa v đi n: t ng đi n tích d ng b ng t ng đi n

 Khuy t t t Frenkel:

Nguyên t cation hay

anion chuy n vào v trí

xen k đ l i nút tr ng

Khi xu t hi n v trí tr ng cation thì có xu t hi n v trí

tr ng anion

Walter Hermann Schottky

Cation Y thay cho cation M hay anion L thay cho anion X

Ví d : 1/ cho LiCl vào trong m ng tinh th NaCl  LiNa

2/ cho NaBr vào trong m ng tinh th NaCl  BrCl

có hóa tr khác thay th vào m ng tinh th

Ví d : cho SrCl2 vào trong m ng tinh th NaCl

T o l tr ng: SrCl2 = SrNa + ClCl + VNa'

Chèn vào v trí xen k : SrCl2 = SrNa + Cli'+ ClCl

Tr ng h p m ng NaCl t n t i s n khuy t t t Schottky:

Ví d : m ng CaF 2 có ph gia NaF

Thay th : NaF Na' Ca + F F + V˙ F Xen k : NaF Na˙ i + F' i

Li NaKhi LiCl đ c đ t nóng trong h i Li,

các nguyên t Li l y các anion Cl và

đ l i electron t i v trí Cl

Trung tâm F Trung tâm H Trung tâm V

-Ch a l tr ng anion (electron)

Ví d : Na 1+x Cl, Zn 1+x O v i x 1

Khi đun nóng ZnO:

Khi khuy t t t Schottky Khi khuy t t t Frenkel

th a thành các nguyên t Zn trung hòa v đi n

+ Do kim lo i có nhi u hóa tr

- Xu t hi n l tr ng cation

- Chuy n Fe2+ thành Fe3+: Fe 2+ = Fe 3+ + e

- Electron th a đ c cung c p cho nguyên t oxy t o ion O

2-G m ch t chính (dung môi) và ph gia (ch t tan)

Ki u m ng c a dung môi đ c b o toàn

Tuy nhiên dung d ch r n khác dung d ch và h p ch t hóa h c

Phân lo i:

Dung d ch r n thay th : nguyên t hay ion ch t tan th ch

dung môi

Yêu c u: c u trúc ch t tan g n gi ng dung môi

Dung d ch r n xen k : nguyên t hay ion ch t tan xen k các nút

m ng c a tinh th

Yêu c u: bán kính ch t tan nh nh H, C, B, N

Dung d ch r n thay th Dung d ch r n xen k

Bán kính K + là 0,133 nm l ch so v i Na + g n 40% không th

t o dung d ch r n nhi t đ th ng mà nhi t đ cao

Ph gia ion có hóa tr l n

Sai sót

c u trúc

Tính

ch t t Tính

ch t nhi t

d n đi n c a lo i ph thu c vào nhi t đ

Khi nhi t đ t ng, đ linh đ ng c a electron b c n tr b i

dao đ ng nhi t c a electron, đi n tr t ng

T p ch t và sai sót gây nhi u x electron làm t ng đi n tr

S h p th : các tinh th hoàn thi n trong su t v i ánh sáng

 Các d ng khuy t t t t o nên các trung tâm màu (tâm F)

Tính ch t nhi t: nhi t dung và đ d n nhi t ít b nh h ng