欠陥化学
通常の化学においては化学反応を実体のある物質の振る舞いとして記述するが、欠陥化学においては実体のない格子空孔などを扱うため特殊な表記法が使用される。
格子欠陥はクレーガー=ビンクの表記法で表現する。
固溶反応については矢印の上に結晶の化学式を表示する。
固体は(s)、気体は(g)で示す。
ジルコニアの結晶に酸化カルシウムが固溶する反応はいくつか考えられるが、主なものは次の二種類である。
カルシウム原子がジルコニウム原子を置き換える形で追加され、酸素原子が結晶格子に追加される反応は次のように書ける。追加される酸素原子が少ないため、結晶に酸素の空孔が生成する。(置換型固溶) C a O ( s ) ⟶ Z r O 2 C a Z r ′′ + O O × + V O ∙ ∙ {\displaystyle {\rm {CaO(s)}}_{\longrightarrow }^{\rm {ZrO_{2}}}{\rm {Ca}}_{\rm {Zr}}^{''}{\rm {+O}}_{\rm {O}}^{\times }{\rm {+V}}_{\rm {O}}^{\bullet \bullet }}
カルシウム原子の一部が格子間に侵入し、酸素原子が結晶格子に追加される反応は次のように書ける。この反応では空孔が生成しない。