s1热缺陷无机材料科学基础 第二章 晶体缺陷2.肖特基缺陷形成反应（1）单质产生肖特基缺陷*缺陷反应式MM一MM+VM0=VM求肖特基缺陷平衡浓度，-△GsRTKs=eAG°=-R其中-AGs△Gs = -RT In KsRT[VM]=e设[0] =1Ks=[VM]/[0]=[Vm]心AGs-产生1mol肖特基缺陷过程的自由变化，河北联合大学
河北联合大学 无机材料科学基础 第二章 晶体缺陷 §1 热缺陷 ❖ 2.肖特基缺陷形成反应 ❖ （1）单质产生肖特基缺陷 ❖ 缺陷反应式： 或 ❖ 求肖特基缺陷平衡浓度， ❖ 其中 ❖ ❖ KS=[VM]/[0]=[ VM] 设[0]＝1 ❖ △GS－产生1mol肖特基缺陷过程的自由焓变化， GS RT KS K ln G RT ln 0 = − ＝− RT G M RT G S S S V e K e − − = = [ ]
S1热缺陷无机材料科学基础第二章晶体缺陷Ah,ASsAhsAhsRT[VM] =e RT .e RRT= Ae=eHs = AUs + PAV ~ AUs = UsAU[VM]=e RT式中忽略了体积功和炳变XUs一形成1mol肖特基缺陷所需的能量。R=No·KX当上式中的R由K来代替时，Us表示形成一个缺陷所需能量
§1 热缺陷 无机材料科学基础 第二章 晶体缺陷 ❖ 式中忽略了体积功和熵变。 ❖ Us—形成1mol肖特基缺陷所需的能量。 ❖ R＝N0·K ❖ 当上式中的R由K来代替时，Us表示形成一个缺陷所需能 量。 R T U S S S S R T h R T h R S R T h s s S s s e H U P V U U e e Ae e − − − − = = + = = = ［ ］ ［ ］＝ M M V V
S1热缺陷无机材料科学基础第二章晶体缺陷（2）离子晶体产生肖特基缺陷以MgO为例，缺陷形成反应式：求肖特基缺陷平衡浓度0 α VMg + VoK,= [VMG].[V,]］ / [o]-AHs-AUsAGsAss[VMG］ = [V] =K}2=e 2RT-e2R= e 2RT·e 2RT*设【0］=1AGs一形成1mol肖特基缺陷体系自由能变化，Us一形成1mol肖特基缺陷所需的能量。上式中忽略了体积功和炳变
无机材料科学基础 第二章 晶体缺陷 §1 热缺陷 （2）离子晶体产生肖特基缺陷 ❖ 以MgO为例，缺陷形成反应式： ❖ 求肖特基缺陷平衡浓度: ❖ 设［0］＝1 ❖ △GS—形成1mol肖特基缺陷体系自由能变化， ❖ US—形成1mol肖特基缺陷所需的能量。 ❖ 上式中忽略了体积功和熵变。 •• 0 V Mg + VO 2RT - U 2RT - H 2R s 1 2 2 S . MG 0 . S MG 0 s S S V V K e e e K V V 0 − = ［ ］＝［ ］＝ ＝ ＝ ＝［ ］［ ］／［ ］ ‘’ ／ ‘’ R T GS e
$1热缺陷无机材料科学基础 第二章 晶体缺陷3.弗伦克尔缺陷形成反应：（1）单质产生弗伦克尔缺陷Mm-→M +VmKf = [M ][VM]/[MM][Mm]=1 -[Vm ] ~ 1-△Gf-Uf-UfASf[VM]-[M ]=e 2RT = e2RT .e 2R = e2RT^G一生成1mol弗伦克尔缺陷体系自由恰变化。U一生成1mol弗伦克尔缺陷所需能量
无机材料科学基础 第二章 晶体缺陷 ❖3. 弗伦克尔缺陷形成反应 ❖（1）单质产生弗伦克尔缺陷 2RT -U 2 R S 2RT -U 2RT - G M M M f M M M M f f f f [V ] [M ] e e e e [M ] 1 [V ] 1 K [M ] [V ]/[M ] M M V = = − = → + ＝ ＝ ＝ ❖△Gf—生成1mol弗伦克尔缺陷体系自由焓变化。 Uf—生成1mol弗伦克尔缺陷所需能量。 §1 热缺陷
$1热缺陷无机材料科学基础第二章 晶体缺陷（2）离子晶体产生弗伦克尔缺陷如AgBr：-Gf-U,-U.ASr[A,,] =[V'Ag] =e 2RT = e2RT .e 2R =e2RT在热缺陷产生过程中：G=H-Ts，系统的混乱度增加S升高，内能增加，H升高。所以，H、S变化相反，可能是G达到最小，因此，热缺陷在热力学上是稳定的
无机材料科学基础 第二章 晶体缺陷 ❖（2）离子晶体产生弗伦克尔缺陷 ❖如AgBr： ❖在热缺陷产生过程中：G＝H－TS，系统的混乱度增加， S升高，内能增加，H升高。所以，H、S变化相反，可能是 G达到最小，因此，热缺陷在热力学上是稳定的。 §1 热缺陷 2RT -U 2R S 2RT -U 2RT - G Ag . ' gi f f f f A = [V ] = e = e e = e ［ ］