要条件 如果取代离子价不同,则要求用两种以上不同离子组合起来,满足电中性取代条件 例:钙长石和钠长石形成的固溶体 如果取代离子价不同,又不发生复合取代,由于要保持电中性,很少生成固溶体。 如果离子价不同的两种化合物生成固溶体,为了保持电中性,必然在基体中产生空位。 这是不等价取代只能生成有限固溶体的根本原因。 例:Ca0添加到ZrO2中 相似相溶”规律:结构、尺寸、电负性、离子价相似 (A、B原子越相似,它们互溶的能力越大) 形成无限固溶体的条件:结构相同、半径差小、电负性差小、离子价或离子价总和相等。 3.2.3间隙固溶体 半径较小的溶质原子占据半径较大的溶剂原子的间隙位置形成的固溶体。此时溶质原子 称为间隙原子 间隙固溶体仍具备固溶体的三个基本特点。(晶体、结构不变、随机混合) 间隙固溶体的溶解度主要取决于间隙原子半径与溶剂点阵间隙半径的相对差别 <0.59,易形成间隙固溶体。二者差别越大,溶解度越大。 间隙固溶体只能是有限固溶体,溶解度很小。(由于固溶,造成晶格畸变,点阵常数増 大,畸变能增加。) 无论是置换固溶体还是间隙固溶体,由于其固溶,对材料性能造成影响,引起固溶体硬 度、强度增高,即强化效应,这种现象称为固溶强化。 般而言,间隙固溶体溶解度小,其强化效果好。(溶质太多,畸变能太高) 不论结构如何,间隙固溶体溶质溶到八面体间隙中 3.2.4陶瓷材料的固溶方式 陶瓷材料的原料大部分来自天然矿物(硅酸盐、碳酸盐等),属无机非金属化合物,这 些化合物同样可以以置换或间隙固溶的方式溶入一些元素形成固溶体,有些甚至可形成无限 固溶体。 影响陶瓷材料中离子代换或固溶度的因素有:温度、尺寸、结构、电负性、电中性、晶 格能量 (1)等价固溶 加入的与置换的电价相等 (2)不等价固溶 如果直接置换,会破坏电中性,为了保持电中性,异价代换可出现不同的代换方式 ①同时出现两对异价置换离子,使不平衡电价得以补偿 ②附加阴离子 ③附加阳离子 ④阳离子出现空位 ⑤阴离子出现空位 3.3非化学计量化合物 是由于化学组成上偏离化学计量而产生的缺陷。 因为正离子、负离子组分都可能过量,而且伴随每种过量还可能有间隙或空位,此种缺 陷可分为四种类型: (1)阴离子缺位型