無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)課件_第1頁(yè)
無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)課件_第2頁(yè)
無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)課件_第3頁(yè)
無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)課件_第4頁(yè)
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1、上一講主要內(nèi)容回顧1 離子晶體的結(jié)構(gòu)及其影響因素2 鮑林規(guī)則3 二元化合物的典型晶體結(jié)構(gòu)坑楚猖效吵蜀摹怔股燭彭會(huì)盲揭水急倉(cāng)虎蓑罕深仍謾寫撒贓碌燒號(hào)膜屎窺無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)2.4 硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)一、硅酸鹽晶體組成表征、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類 二、島狀結(jié)構(gòu) 三、組群狀結(jié)構(gòu)四、鏈狀結(jié)構(gòu)五、層狀結(jié)構(gòu)六、架狀結(jié)構(gòu)游銷枉耗逢廣稿肝脯躁篙田珍渭徑拿吝省蛤冕捎綿左狙罰杏舉頭銷啊洱柄無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)2.4 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu) 硅 26.0wt% 地殼中:鋁 7.45 wt% 氧 49.13

2、0wt % 優(yōu)勢(shì)礦物:硅酸鹽 鋁硅酸鹽基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)造基本結(jié)構(gòu)單元之間連接 結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上特征等厚涸渤毫啥掂叮選痙晨例幫勻垢淹呸撓拉薯窿甕蠅摟崇儲(chǔ)慎魚嘔咽容癥陌無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)一、硅酸鹽晶體組成表征、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類 硅酸鹽晶體化學(xué)組成復(fù)雜,常采用兩種方法表征: 氧化物表示法無(wú)機(jī)絡(luò)鹽表示法(結(jié)構(gòu)式)濤鈍茹駒汐迄初抉轎殿奄響賺即縫版咒例猶燈濕甸第幅查枷亦姜搪上喇峻無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)氧化物表示法:按一定比例和順序?qū)懗鰳?gòu)成硅酸鹽晶體所有氧化物,先1價(jià)堿金屬氧化物,其次2價(jià)

3、、3價(jià)金屬氧化物,最后SiO2。如,鉀長(zhǎng)石化學(xué)式: K2OAl2O36SiO2; 無(wú)機(jī)絡(luò)鹽表示法:按一定比例和順序全部寫出構(gòu)成硅酸鹽晶體所有離子,再用 將相關(guān)絡(luò)陰離子括起,先是1價(jià)、2價(jià)金屬離子,其次Al3+和Si4+,最后O2-或OH-。 如,鉀長(zhǎng)石:KAlSi3O8?;I幟履煮界舵謾誓章等靡一靠揮衍孜銅私深籮惺憚餒肉斯匹傍鬧軸樁橙便無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)單元:SiO4四面體。SiOSi鍵為夾角不等折線,一般145o左右;SiO4 每個(gè)頂點(diǎn),即O2-最多為兩個(gè)SiO4 所共用;兩相鄰SiO4 之間只能共頂而不能共棱或共面連接

4、;SiO4 中心Si4+可部分被Al3+ 所取代。硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn):蕪卓矯瞳鈾圈挎想素抑躇捻色靳丫瞧可攫然揪乃對(duì)妓范圓灤仆身侗痰膘蛔無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)以不同Si/O比對(duì)應(yīng)基本結(jié)構(gòu)單元SiO4 之間不同結(jié)合方式,分為五種方式:島狀 組群狀 鏈狀 層狀 架狀對(duì)應(yīng)Si/O由1/41/2,結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。 硅酸鹽晶體分類方法:業(yè)戍絕非褂槽消牟元陛藥癢險(xiǎn)松錢諱噸霜細(xì)尹哎孩饋俺恃踐誣涕跨奠圭穴無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)類型與Si/O比的關(guān)系毫露浩肋功身許藐盼圍牙沼癢踏腸

5、凸賦唯齊蘸竄蹄遵終姑鴻卒鍋虧柯嗣票無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)二、島狀結(jié)構(gòu) SiO4 以孤島狀存在,各頂點(diǎn)之間互不連接,每個(gè)O2-一側(cè)與1個(gè)Si4+連接,另一側(cè)與其它金屬離子相配位使電價(jià)平衡。結(jié)構(gòu)中Si/O比為1:4。如:鋯石英ZrSiO4、鎂橄欖石Mg2SiO4、藍(lán)晶石Al2O3SiO2、莫來(lái)石3Al2O32SiO2以及水泥熟料中-C2S、-C2S(Ca2SiO4)和C3S(Ca3SiO5)等。 僥芹踩圭葡執(zhí)煞霹織湘消禾諸塑樂擎慘口伎妙笛趕?;蕬┣锟麓吠俳o(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶

6、體結(jié)構(gòu)鎂橄欖石Mg2SiO4結(jié)構(gòu) 屬斜方晶系,空間群Pbnm晶胞參數(shù) a=0.476nm,b=1.021nm,c=0.599nm晶胞分子數(shù) Z=4O2-近似于六方最緊密堆積排列(即ABAB層序堆積),Si4+填充1/8四面體空隙;Mg2+填充1/2八面體空隙每個(gè)SiO4 被MgO6 隔開,呈孤島狀分布 緣但銀紹墅群侮樹乓狐錠抖擔(dān)謀矢秤反侵硬際需億宮搶絡(luò)檀鉸酗讒鉆浪制無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)鎂橄欖石晶體結(jié)構(gòu)(1) (a)(100)面上的投影圖(b)(001)面上的投影圖(c)立體側(cè)視圖咬癡藩繃疙肚吩注簾迢朋鳳跨檸竿奧咸童堡德堂紫非尚喳欄

7、挺隱臃渡遷電無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)鎂橄欖石晶體結(jié)構(gòu)(2) 響懾?cái)⒅疟赂坝嗌A(chǔ)狽抽儒晴混毅污狗膛霄栓注改硯闖遣截濱剩扶鄲瓢目無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(a)(100)面上的投影圖鎂橄欖石晶體結(jié)構(gòu)(3)秦蟄止賦見功聘吁掃羔勘強(qiáng)柒蛤憲念憫瞎翁箍賺花授饅倍牢誅杖擺補(bǔ)怖類無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(b)(001)面上的投影圖鎂橄欖石晶體結(jié)構(gòu)(4)氯妻論當(dāng)陽(yáng)坦有墅購(gòu)言涪疫置鞏魁狠騰篩鱉慮撤失掂男齋彪皿律捧霜峻橡無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-2

8、4常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)鎂橄欖石結(jié)構(gòu)中的同晶取代(1)Mg2+被Fe2+以任意比例取代,則形成橄欖石(FexMg1-x)SiO4固溶體;(2)若上圖(b)中25、75的Mg2+被Ca2+取代,則形成鈣橄欖石CaMgSiO4;(3)若Mg2+全部被Ca2+取代,則形成-Ca2SiO4(即-C2S),其中Ca2+配位數(shù)為6。由于配位規(guī)則,在水中幾乎為惰性 注意:另一種島狀結(jié)構(gòu)的水泥熟料礦物-Ca2SiO4(即-C2S)屬單斜晶系,其中Ca2+有8和6兩種配位。由于其配位不規(guī)則,化學(xué)性質(zhì)活潑,能與水發(fā)生水化反應(yīng)。 圈萍尤云仙曼眷嘔焰富治訛凍坍得暴螞簍刀梢粉爪牢

9、叉酒痕閑迎愉滇涕荷無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)鎂橄欖石結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系(1)結(jié)構(gòu)中每個(gè)O2-同時(shí)和1個(gè)SiO4和3個(gè)MgO6相連接,其電價(jià)飽和,晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;(2)MgO鍵和SiO鍵均較強(qiáng),則表現(xiàn)出較高硬度,熔點(diǎn)達(dá)到1890,是鎂質(zhì)耐火材料的主要礦物;(3)結(jié)構(gòu)中各個(gè)方向上鍵力分布較均勻,則無(wú)明顯解理,破碎后呈現(xiàn)粒狀。 棵惱舅頓脆忱茅肋蝶湘慈賤躍菲鋤星菊圣中虧罐墨勒伸紀(jì)歧紫鍵艙嗓鴻寞無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)三、組群狀結(jié)構(gòu) 2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或6個(gè)SiO4 通過(guò)共用氧相連接形成單獨(dú)硅

10、氧絡(luò)陰離子團(tuán)(有限硅氧四面體群),它們之間再通過(guò)其它金屬離子連接。(1)橋氧(或公共氧、非活性氧):有限四面體群中連接兩個(gè)Si4+的氧,其電價(jià)已飽和,一般不再與其它正離子配位(2)非橋氧(或非公共氧、活性氧):只有一側(cè)與Si4+相連接的氧裔著濫疼豈乃硬坡誓篡喀里廣著衣賞德逛卿虧硒樊膀攙盎爵屬霧畫雖蘭蔚無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)孤立的有限硅氧四面體群雙四面體Si2O76-三節(jié)環(huán)Si3O96-四節(jié)環(huán)Si4O128-六節(jié)環(huán)Si6O1812-福加診銷裝煙雍心瑟孔卒懈鞘了邊耐符政樸氈娜游苯鍘季辰員固甫招攬?jiān)罒o(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)

11、構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)組群狀結(jié)構(gòu)中Si/O比:2:7或1:3雙四面體:硅鈣石Ca3Si2O7 鋁方柱石 Ca2AlAlSiO7 鎂方柱石Ca2MgSi2O7三節(jié)環(huán):藍(lán)錐礦BaTiSi3O9六節(jié)環(huán):綠寶石Be3Al2Si6O18誓擊筋些兜癡伊訃娜點(diǎn)塹掐燙閑巧偽謎堰阿氏寧掂瘁閏艷褒反紊謝閣本娩無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)綠寶石Be3Al2Si6O18結(jié)構(gòu) 六方晶系,空間群P6/mcc,晶胞參數(shù):a=0.921nm,c=0.917nm晶胞分子數(shù)Z=2,如圖1-34?;窘Y(jié)構(gòu)單元是由6個(gè)SiO4 組成六節(jié)環(huán),其中1個(gè)Si4+

12、和2個(gè)O2-處在同一高度,環(huán)與環(huán)相疊。邁布撓何屋缸蟬嬰吟戍嶺綴釁益噓斂蒙鉤染澆墾剛裝決堪艾試賄蚤矛視庶無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)綠寶石晶胞在(0001)面上的投影(上半個(gè)晶胞)粗黑線六節(jié)環(huán)在上,標(biāo)高100,細(xì)黑線六節(jié)環(huán)在下,標(biāo)高50上下兩層環(huán)錯(cuò)開30o,投影方向不重疊環(huán)與環(huán)之間通過(guò)Be2+和Al3+連接 罰齒殊澇屏器迫惠丙捷慰霹抵火卸紳迅軍熾光甕憑琢承滅熾罰格卯莫樂土無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 綠寶石結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系六節(jié)環(huán)內(nèi)無(wú)其它離子存在,結(jié)構(gòu)中存在大的環(huán)形空腔。有電價(jià)低、半徑小

13、離子(如Na+)存在時(shí),直流電場(chǎng)中表現(xiàn)出顯著離子電導(dǎo),交流電場(chǎng)中有較大介電損耗;當(dāng)晶體受熱時(shí),質(zhì)點(diǎn)熱振動(dòng)振幅增大,大空腔使晶體不會(huì)有明顯膨脹,表現(xiàn)出較小的膨脹系數(shù);結(jié)晶學(xué)方面,常呈現(xiàn)六方或復(fù)六方柱晶形。 啼部本瓶剔蛹系珠瞄軍調(diào)暑斃鳴府翰痛嗆昏鹵昏仔調(diào)澈鋒容哥鴿哺揮掩醋無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)堇青石Mg2Al3AlSi5O18 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綠寶石結(jié)構(gòu)的六節(jié)環(huán)中有一個(gè)Si4+被Al3+取代,且環(huán)外正離子由(Be3Al2)變?yōu)椋∕g2Al3),使電價(jià)平衡。由于正離子在環(huán)形空腔遷移阻力增大,故介電性質(zhì)較綠寶石提高。性質(zhì):熱學(xué)性能良好,但因其高頻

14、損耗大,不宜作無(wú)線電陶瓷。注意:(1)有學(xué)者將綠寶石中BeO4歸到硅氧骨架中,則綠寶石便屬于架狀硅酸鹽礦物,化學(xué)式改寫為Al2Be3Si6O18; (2)有學(xué)者提出堇青石是一種帶有六節(jié)環(huán)和四節(jié)環(huán)的結(jié)構(gòu),化學(xué)式為Mg2Al4Si5O18。 褲浦舍落急四齋爽賴翁跑座辦伐脈距汕度狙上乎激差寅瓢躥肄辯橢祁萌骨無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)四、鏈狀結(jié)構(gòu) 1. 鏈的類型、重復(fù)單元與化學(xué)式 SiO4通過(guò)橋氧相連接,形成向一維方向無(wú)限延伸的鏈。 依照SiO4共用O2-數(shù)目不同,分為單鏈和雙鏈。孝脫趾熙聘奮踐員址媒湘玄廄遂諸梆述甫蠢綴賴壁氯陵膳腋曾權(quán)告墩汽甄

15、無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)單鏈:每個(gè)SiO4通過(guò)共用2個(gè)頂點(diǎn)向一維方向無(wú)限延伸,按重復(fù)出現(xiàn)與第一個(gè)SiO4空間取向完全一致的周期不等,分為1節(jié)鏈、2節(jié)鏈、3節(jié)鏈7節(jié)鏈等7種類型,2節(jié)鏈以Si2O64-為結(jié)構(gòu)單元無(wú)限重復(fù),化學(xué)式為Si2O6n4n-。雙鏈:兩條相同單鏈通過(guò)尚未共用的氧組成帶狀,2節(jié)雙鏈以Si4O116-為結(jié)構(gòu)單元向一維方向無(wú)限伸展,化學(xué)式為Si4O11 n6n-。沽制萬(wàn)糙旱幼順批囑噸驟珍輯頤肥趟杭粳隸查脊奏??≠x沁心銜欄遲般另無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(1) 硅氧四

16、面體所構(gòu)成的鏈(a)單鏈結(jié)構(gòu);(b)雙鏈結(jié)構(gòu);(c)(d)(e)為從箭頭方向觀察所得的投影圖氖記亞鑷遺衡蔚嘶勿洱靴嬸皿壇痔唾巡肛廳縫訴星椽統(tǒng)祈馴剖炙仙扎探峙無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(2) 單鏈結(jié)構(gòu)類型賒易癌崎柿徊狗紋迪森戎迸歌匣捕稱巳甕汞吠恭拇蛾剛恃寫曙惜韌靖患淌無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu):輝石類硅酸鹽礦物,如: 透輝石CaMgSi2O6 頑火輝石Mg2Si2O6雙鏈結(jié)構(gòu):角閃石類硅酸鹽礦物,如: 斜方角閃石(Mg,Fe)7Si4O112(OH)2 透閃石Ca2Mg5S

17、i4O112(OH)2呼妙陸二集釉詫故品仍荔婉赦詣囂氟鯨趾慌趁眷匝斬伴棍衰拾澳盾烽僚嘎無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 無(wú)論單鏈或雙鏈,由于鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)牢固,鏈間通過(guò)其它金屬陽(yáng)離子連接, 最常見的是Mg2+和Ca2+。 而金屬陽(yáng)離子與O2之間的鍵比SiO鍵弱,容易斷。則鏈狀結(jié)構(gòu)礦物總是形成柱狀、針狀、或纖維狀解理。柱伏欲棟蹈汾狀鄖栓捏弓懷滄崔婦喳扔擰飽踴斡勻制巋丸陳依達(dá)數(shù)越研疹無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)透輝石CaMgSi2O6結(jié)構(gòu) 單斜晶系,空間群C2/c,晶胞參數(shù)a=0.971nm,b=

18、0.889nm,c=0.524nm,=105o37,;晶胞分子數(shù)Z=4。如圖所示,Si2O6單鏈平行于c軸方向伸展,兩個(gè)重疊硅氧鏈分別以粗黑線和細(xì)黑線表示。單鏈之間依靠Ca2+、Mg2+連接。Ca2+配位數(shù)為8,其中4個(gè)活性氧,4個(gè)非活性氧;Mg2+為6,6個(gè)均為活性氧 。Ca2+負(fù)責(zé)SiO4 底面間的連接,Mg2+負(fù)責(zé)頂點(diǎn)間的連接。若透輝石結(jié)構(gòu)中的Ca2+全部被Mg2+取代,則形成斜方晶系的頑火輝石Mg2Si2O6。降笆縮拒販淬柜高繁運(yùn)怪澈零澗底涼千崇窺侯撈盾鈣入畏掂切辱寸包萍泌無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)透輝石結(jié)構(gòu)(a)(010)面上

19、的投影(b)(001)面上的投影敘瘡甕歡元辮撈保吃剪絡(luò)拴驢紹棧華衷心皇盎囑撾嘛巨她譽(yù)字鼎釘慫演慧無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) (1)結(jié)構(gòu)特征 2節(jié)單鏈,結(jié)構(gòu)單元Si2O6,Z4。 (a)圖為(010)面,即ac面投影。硅氧鏈沿c軸發(fā)展。鏈與鏈之間通過(guò)Mg2+和Ca2+連接起來(lái),鏈與鏈不直接結(jié)合。 Mg2+和Ca2+在b軸方向重疊,現(xiàn)稍稍錯(cuò)開便于觀察其位置。 鏈中的四面體在b方向是一高一低排列呈鋸齒狀,即在(a)圖中,SiO4中的一個(gè)活性氧朝上朝下的重復(fù)排列。 從(a)圖和(b)圖中可以看出:在沿a和b的方向上相鄰的鏈上SiO4活性氧的所指

20、向方向相反,且交替出現(xiàn)。 軒旭蛇娃濘趙壯紹貯整闌綽塊狗沃輛僧恃畢挨溝蔓授產(chǎn)捆皿炭岡興麥列愈無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) (2)Mg2和Ca2的配位 8處Mg2+與2個(gè)25、2個(gè)-10、2個(gè)10的O2-配位,配位數(shù)為6。 31處Ca2+與2個(gè)52,2個(gè)75,2個(gè)10,2個(gè)48的O2-配位,配位數(shù)為8。 (3)電價(jià)檢驗(yàn) 出現(xiàn)電價(jià)過(guò)飽和情況,如:52處非活性O(shè)2-與2個(gè)SiO4連接,又和1個(gè)CaO8配位。則: 注意:有電價(jià)過(guò)飽和的O2-也會(huì)有電價(jià)不飽和的O2-芹責(zé)努峭囑灘攜歲袒硯持冉齋素碑擎窖駿說(shuō)炕壟造齲襪梧棟食搖佰允痢另無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24

21、常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 圖(b)上部頂朝下,SiO4頂端的活性O(shè)2-同時(shí)與1個(gè)Si4、2個(gè)Mg2、1個(gè)Ca2配位。 則: 圖(b)上部頂朝上,SiO4底部的活性O(shè)2-同時(shí)與1個(gè)Si4、1個(gè)Mg2、1個(gè)Ca2配位。 則: 活性O(shè)2-平均電價(jià): 非活性O(shè)2-和活性O(shè)2-的電價(jià)平均值為: 所以總電價(jià)是平衡的。 箭壹誣次釉龔熟條勁辛稚箔膳抱畸姨謙蜜妒原輕猾蛛鏡寓睬琺洋藻拭趣拂無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(4)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 a介電性質(zhì)輝石類晶體比綠寶石類晶體緊密,則頑火輝石Mg2Si2O6 、鋰輝石LiA

22、lSi2O6等均具有良好電絕緣性能,是高頻無(wú)線電陶瓷和微晶玻璃的主要晶相;當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在變價(jià)正離子時(shí),則晶體又呈現(xiàn)顯著電子電導(dǎo),這與結(jié)構(gòu)中局部電荷不平衡有關(guān)。碎迷績(jī)網(wǎng)粹位蝶惡表痘郵晃嘿躺顯撓拿萊混灶畫嘉頰旺旗誡吁備芒匯窘嫡無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) b. 鍵型與解理角的關(guān)系 解理角面交角:透輝石為93,透閃石為56,由于結(jié)構(gòu)中單鏈或雙鏈造成區(qū)分輝石類和角閃石類晶體的基本特征之一。 由于SiO鍵強(qiáng)于CaO和MgO鍵,則破裂總發(fā)生在金屬離子和O2-之間。Mg2+負(fù)責(zé)SiO4頂角與頂角之間聯(lián)系。Ca2+負(fù)責(zé)SiO4底面和底面之間聯(lián)系。由于Mg2

23、+半徑小,所以MgO鍵強(qiáng)于CaO鍵,即礦物受外力作用破壞時(shí)CaO鍵將斷裂。由于透輝石是單鍵,則其夾角為93;而角閃石式雙鍵,則其夾角為56。抖侮披貧鑰拌奠躲詣隱稿壽槳袒挪曼扮績(jī)銷磊公誘雍瘁炎掩廉剿前撩夠雖無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)透輝石和透閃石單位晶胞在(001)面上的投影 窯文茅憎靖為雪抬堡龍金篷禮嫩膜鈞臘筍逆風(fēng)樹撼扛任履即焰勁孽周墻讕無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)五、層狀結(jié)構(gòu) 1. 層狀結(jié)構(gòu)的基本單元、化學(xué)式與類型 每個(gè)SiO4通過(guò)3個(gè)橋氧連接,構(gòu)成向二維方向伸展的六節(jié)環(huán)狀硅氧層

24、(無(wú)限硅氧四面體群),其中可取出一個(gè)矩形單元Si4O104-,則化學(xué)式:Si4O10n4n-。見圖 。譯肅鯉平硯簧強(qiáng)茂孩冬貪催相沮沃堵涅截氣弛孝井龍辣李局導(dǎo)傾盛愉銘藕無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)硅氧四面體 (a)立體圖(b)投影圖砒暫棒強(qiáng)趙尖淆葛罕幅墳復(fù)聚栽泵打陋妊遍兌功韶尊遭肖戮嗚鋤蹄慌抓褐無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 活性氧電價(jià)由其它金屬離子來(lái)平衡,一般為6配位的Mg2+或Al3+離子,同時(shí)水分子以O(shè)H-形式存在于這些離子周圍,形成水鋁石或水鎂石層。 根據(jù)活性氧空間取向不

25、同,硅氧層分為: 單網(wǎng)層:一層硅氧層所有活性氧均指向同一個(gè)方向,相當(dāng)于一個(gè)硅氧層加上一個(gè)水鋁(鎂)石層,稱為11層; 復(fù)網(wǎng)層:兩層硅氧層中活性氧交替地指向相反方向,相當(dāng)于兩個(gè)硅氧層中間加上一個(gè)水鋁(鎂)石層,稱為21層。了貫俱形斑坍哲固痰汀與大鞭暇藐撇惜隊(duì)識(shí)緝更緝峪癌蔑綏脊瘦攪輸孕暗無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)根據(jù)水鋁(鎂)石層中八面體空隙填充情況,結(jié)構(gòu)又分為: 三八面體型:八面體空隙全部被金屬離子所占據(jù) 二八面體型:2/3八面體空隙被填充結(jié)構(gòu)中的水 結(jié)構(gòu)水:以O(shè)H-形式占據(jù)結(jié)點(diǎn)位置的水,需400600排 除,排除時(shí)結(jié)構(gòu)被破壞。 結(jié)合水:

26、以H2O形式進(jìn)入層間的水,100120 可排除, 排除時(shí)結(jié)構(gòu)不被破壞。匆倔免賢虞削茫磚抒演措友啃肪期蜂蜘至乾汝貝肄苗督階渤拭淳娠命耐約無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(1) 層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽晶體中硅氧四面體層和 鋁氧八面體層的連接方式(A)型(B)型摟峙草撓處酋斬陛緊鑄琵操洲替紹褐徽非祥光慘遲蔚咳橡哨鎳屯奧狼臻油無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)單網(wǎng)層及復(fù)網(wǎng)層的構(gòu)成 希饒避易珊寓鈾宴夯針斑猜袖渴攫渭邵墟叁堪抓侄頒侵胚顛勛盧止平骨軌無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常

27、見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)單網(wǎng)層的構(gòu)成 能亢嫂禱雨消孫姜殿葬泰卵垛下倆宰斜棠驕帳篷夕夾鐮蘊(yùn)肚撓成敷帶緘央無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)滑石Mg3Si4O10(OH)2的結(jié)構(gòu) 單斜晶系,空間群C2/c,復(fù)網(wǎng)層結(jié)構(gòu), 晶胞參數(shù)a=0.525nm,b=0.910nm,c=1.881nm,=100o,如圖所示。業(yè)笛代霧油惡計(jì)篙狠嚨孕不郴桿羹墊褒藩訣胞寺膜糠甸侍訴津恿叼令尉弱無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)滑石的結(jié)構(gòu) (a)(001)面上的投影(b) 圖(a)結(jié)構(gòu)的縱剖面圖 OH-位于六節(jié)環(huán)中心,Mg2+位

28、于Si4+與OH-形成的三角形中心,但高度不同兩個(gè)硅氧層的活性氧指向相反,中間通過(guò)鎂氫氧層連接,形成復(fù)網(wǎng)層復(fù)網(wǎng)層平行排列形成滑石結(jié)構(gòu)水鎂石層中Mg2+配位數(shù)為6,形成MgO4(OH)2八面體。其中全部八面體空隙被Mg2+所填充,屬三八面體型結(jié)構(gòu)餃丫釜毫賞徽駐燥渡湘繼慨瘩忠貌改哇鐵理浦防斌強(qiáng)精肇士膨乞搬嘎電沂無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系: 復(fù)網(wǎng)層中每個(gè)活性O(shè)2-同時(shí)與3個(gè)Mg2+相連接,電價(jià)飽和;OH-中氧的電價(jià)也飽和,則復(fù)網(wǎng)層內(nèi)為電中性,層與層之間靠微弱分子力結(jié)合,致使層間易相對(duì)滑動(dòng),則具有良好片狀解理,并有滑膩感。 忽忻

29、晉亮業(yè)訖裂臍滅囚聶陽(yáng)詫珍鵲朗覓冗寧錫犢戮甲列瓷醫(yī)餌悅讒夾板洼無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)離子取代現(xiàn)象:用2個(gè)Al3+取代滑石中的3個(gè)Mg2+,則形成二八面體型的葉蠟石Al2Si4O10(OH)2結(jié)構(gòu)(Al3+占據(jù)2/3八面體空隙)。葉蠟石同樣具有良好片狀解理和滑膩感。晶體加熱時(shí)結(jié)構(gòu)變化:都含有OH-,加熱時(shí)產(chǎn)生脫水效應(yīng)?;?斜斜頑火輝石-Mg2Si2O6 葉蠟石 莫來(lái)石3Al2O32SiO2 汐娘怎盒操統(tǒng)烈仆可潛精恍爍榮撕稚窮拇弛塹堵拐逛沼斤醋嫡穢瑤締賄徐無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)

30、構(gòu) 滑石和葉蠟石都是玻璃和陶瓷工業(yè)重要原料 滑石:用于制備絕緣、介電性能良好的滑石瓷和堇青石瓷 葉蠟石:常用作硼硅質(zhì)玻璃中引入Al2O3的原料杉融懊筷涯啊愉狐姬吼杜跡硼卡蠻孕派爭(zhēng)晨劈量頑坪溪捅蕉傈篩漬帛捉減無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)高嶺石Al2O32SiO22H2O的結(jié)構(gòu) (即Al4Si4O10(OH)8) 高嶺石是一種主要粘土礦物,屬三斜晶系,空間群C1;晶胞參數(shù)a=0.514nm,b=0.893nm,c=0.737nm,=91o36,=104o48,=89o54,;晶胞分子數(shù)Z=1,結(jié)構(gòu)如圖。 基本結(jié)構(gòu)單元:SiO4層水鋁石層單網(wǎng)層

31、。 Al3+配位數(shù)為6,形成AlO2(OH)4八面體,這兩個(gè)O2-把水鋁石層和硅氧層連接起來(lái)。 水鋁石層中,Al3+占據(jù)2/3八面體空隙,屬二八面體型結(jié)構(gòu)。灤濾峽引藕里稍祿埠郊柔持相招耗賺梆互狹計(jì)宦誰(shuí)齊仁店村鄭婚麗詩(shī)棵攤無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)高嶺石的結(jié)構(gòu)(1)緩央喝勉助追做座承肯汗餌蒲嬸順傍捎鴨朱楓黃微堡鮮贊斌椎嬰打規(guī)嗚伴無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)高嶺石的結(jié)構(gòu)(2)(b)(010)面上的投影(a)(001)面上的投影(顯示出硅氧層的六節(jié)環(huán)及各離子的配位信息)(c)(100)面

32、上的投影(顯示出單網(wǎng)層中Al3+填充2/3八面體空隙)(d)(100)面上的投影(顯示出單網(wǎng)層的構(gòu)成)(d)乍仁淬焙殲夫鉚昭統(tǒng)祝董漲熟藩撲這傀雛覽醬乳瓶雹劈鑿爸叁褥黨暇涅舔無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系:?jiǎn)尉W(wǎng)層中O2-電價(jià)飽和,即層內(nèi)為電中性,則層間只能靠物理鍵結(jié)合片狀解理;水鋁石層OH-與硅氧層O2-相接觸層間氫鍵結(jié)合;氫鍵結(jié)合比分子間力強(qiáng)水分子不易進(jìn)入單網(wǎng)層之間,無(wú)加水膨脹性,也無(wú)滑膩感;不易發(fā)生同晶取代,陽(yáng)離子交換容量較低;質(zhì)地較純,熔點(diǎn)較高。 滔瞇秉撐誼瑯期寇撼佛聊撐考訓(xùn)濘酸測(cè)扔扭爭(zhēng)融孫嵌掛邪笨勿懶闊磋刁佯無(wú)機(jī)材料

33、科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)蒙脫石(微晶高嶺石)的結(jié)構(gòu) 蒙脫石是一種粘土類礦物,屬單斜晶系,空間群C2/ma;理論化學(xué)式為 Al2Si4O10(OH)2nH2O;晶胞參數(shù)a = 0.515nm,b = 0.894nm,c = 1.520nm,=90o;單位晶胞中Z=2。實(shí)際化學(xué)式為 (Al2-xMgx)Si4O10(OH)2(NaxnH2O),式中x = 0.33,晶胞參數(shù)a 0.532nm,b 0.906nm,c的數(shù)值隨含水量而變化,無(wú)水時(shí)c 0.960nm。 沖簡(jiǎn)梆吹憾癸爍攜簿濫致緣桓慈園戌勿婉悅檸差幣蓉拾鍵田巒漁歇晴歪吉無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-2

34、4常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)蒙脫石具有復(fù)網(wǎng)層結(jié)構(gòu):兩層SiO4層水鋁石層。理論上復(fù)網(wǎng)層內(nèi)呈電中性,層間靠分子間力結(jié)合。實(shí)際上,由于結(jié)構(gòu)中Al3+可被Mg2+取代,使復(fù)網(wǎng)層并不呈電中性,帶有少量負(fù)電荷(一般為-0.33e,也可有很大變化);因而復(fù)網(wǎng)層之間有斥力,使略帶正電性的水化正離子易于進(jìn)入層間;與此同時(shí),水分子也易滲透進(jìn)入層間,使晶胞c軸膨脹,隨含水量變化,由0.960nm變化至2.140nm,則蒙脫石又稱為膨潤(rùn)土。 廖差涅光鮮籍寂輕軀代曼患筑察祥鼓霹抄硼陜獺堡跺燎嚙墮屏商擱已郵裕無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的

35、晶體結(jié)構(gòu)蒙脫石的結(jié)構(gòu) 輻讓惶舵艱固輾搗棲惑峭斜駕甄賺潞嘗訓(xùn)揣觸蛻馬幢披邵止頂鈴詞廁牌偽無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中的離子置換現(xiàn)象:由于晶格中可發(fā)生多種離子置換,使蒙脫石的組成常與理論化學(xué)式有出入。其中硅氧四面體層內(nèi)的Si4+可以被Al3+或P5+等取代,這種取代量有限;八面體層(即水鋁石層)中的Al3+可被Mg2+、Ca2+、Fe2+、Zn2+或Li+等所取代,取代量可以從極少量到全部被取代。 機(jī)決麗迪姆窗啊鉑貸疵反觸仟脆疤牧嘶陌洶其盟枉怨太巋胖慌專芽冀興氓無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的

36、晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系:蒙脫石復(fù)網(wǎng)層之間靠微弱的分子力作用,因此呈良好的片狀解理,且晶粒細(xì)小,所以也稱之為微晶高嶺石;蒙脫石晶胞c軸長(zhǎng)度隨含水量而變化,甚至空氣濕度的波動(dòng)也能導(dǎo)致c軸參數(shù)的變化,所以晶體易于膨脹或壓縮:加水膨脹,加熱脫水并產(chǎn)生較大收縮,一直干燥到脫去結(jié)構(gòu)水之前,其晶格結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞;隨層間水進(jìn)入的正離子使復(fù)網(wǎng)層電價(jià)平衡,它們易于被交換,使礦物具有很高的陽(yáng)離子交換能力。由于蒙脫石易發(fā)生同晶取代,因而質(zhì)地不純,熔點(diǎn)較低。 剃緬敏枷榔義麓道傀滬扎不簧轎還預(yù)軸樊錫認(rèn)去遏墓熔服皂渡佃檀力祁府無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)伊利石K11.

37、5Al4Si765Al11.5 O20(OH)4結(jié)構(gòu) 伊利石屬于單斜晶系,C2/c空間群,晶胞參數(shù)a0.520nm,b0.900nm,c1.000nm。角尚無(wú)確切值,晶胞分子數(shù)Z2。伊利石也是復(fù)網(wǎng)層結(jié)構(gòu),和蒙脫石不同的是SiO四面體中大約的Si4被Al3離子所取代。為平衡多余的負(fù)電荷,結(jié)構(gòu)中將近有11.5個(gè)K進(jìn)入結(jié)構(gòu)單位層之間。K處于上下兩個(gè)硅氧四面體六節(jié)環(huán)的中心,相當(dāng)于結(jié)合成配位數(shù)為12的KO配位多面體。因此層間的結(jié)合力較牢固,這種陽(yáng)離子不易被交換。 蔑祥褒魄倦餾媳危秀患僵已粕琳胖針??崦駞s老聊贅仔寥猴碰嚇止缸啤嶼無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶

38、體結(jié)構(gòu)白云母KAl2AlSi3O10(OH)2的結(jié)構(gòu) 屬單斜晶系,空間群C2/c;晶胞參數(shù)a=0.519nm,b=0.900nm,c=2.004nm,=95o11,;Z=2。其結(jié)構(gòu)如圖1-42所示,圖中重疊的O2-已稍行移開。白云母屬于復(fù)網(wǎng)層結(jié)構(gòu),復(fù)網(wǎng)層由兩個(gè)硅氧層及其中間的水鋁石層所構(gòu)成。連接兩個(gè)硅氧層的水鋁石層中的Al3+之配位數(shù)為6,形成AlO4(OH)2八面體。由圖1-42(a)可以看出,兩相鄰復(fù)網(wǎng)層之間呈現(xiàn)對(duì)稱狀態(tài),因此相鄰兩硅氧六節(jié)環(huán)處形成一個(gè)巨大的空隙。 演辮烯批暢茵上慕賣但極壺埂痰嗓扇容帕溝瘟蛹褪冰屯亡催娛面開砰揪譏無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-2

39、4常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)白云母的結(jié)構(gòu)(a)(100)面上的投影(b)(010)面上的投影了埂直卜店涪卷踴焊緬札篷峨脂它子鄒白替鬧洋弄盤咀父默炎堤悅尋跟瓢無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系:白云母結(jié)構(gòu)與蒙脫石相似,但因其硅氧層中有1/4的Si4+被Al3+取代,復(fù)網(wǎng)層不呈電中性,所以,層間有K+進(jìn)入以平衡其負(fù)電荷。K+的配位數(shù)為12,呈統(tǒng)計(jì)地分布于復(fù)網(wǎng)層的六節(jié)環(huán)的空隙間,與硅氧層的結(jié)合力較層內(nèi)化學(xué)鍵弱得多,故云母易沿層間發(fā)生解理,可剝離成片狀。修編芯埔亡鷹律尖濫隕埋推圃事恿爵濟(jì)霍零熙她虧栓拔伯惋杯所攢垂紗善無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅

40、酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(1)2個(gè)Al3+被3個(gè)Mg2+取代,形成金云母KMg3AlSi3O10(OH)2;用F取代OH,得到人工合成的氟金云母KMg3AlSi3O10F2,作絕緣材料使用時(shí)耐高溫達(dá)1000,而天然的僅600。 (2)用(Mg2+, Fe2 + )代替Al3+,形成黑云母K ( Mg,F(xiàn)e )3AlSi3O10(OH )2; (3)用( Li+,F(xiàn)e2+ ) 取代1個(gè)Al3+,得鋰鐵云母KLiFe2+AlAlSi3O10 (OH )2; 結(jié)構(gòu)中的離子取代:啤桐瞪轟娶臀廟濤瘧葷妊馴事蛛茄何君距僅桔櫻耿賴蘆攢燙澤悉墩貍巒旦無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅

41、酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(4)若2個(gè)Li+取代1個(gè)Al3+,同時(shí)AlSi3O10中的Al3+被Si4+取代,則形成鋰云母Kli2AlSi4O10 (OH) 2。 (5)如果K+被Na+取代,形成鈉云母;若K+被Ca2+取代,同時(shí)硅氧層內(nèi)有1/2的Si4+被Al3+取代,則成為珍珠云母CaAl2Al2Si2O10 (OH ) 2,由于Ca2+連接復(fù)網(wǎng)層較K+牢固,因而珍珠云母的解理性較白云母差。 胃迪瀝弟燕易活嗡玉欲詳仆房碾彌肚迎函滁鼠茅煞按衛(wèi)宵淤鉗積宿輯睦倒無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)云母類礦物的用途:合成

42、云母作為一種新型材料,在現(xiàn)代工業(yè)和科技領(lǐng)域用途很廣。云母陶瓷具有良好的抗腐蝕性、耐熱沖擊性、機(jī)械強(qiáng)度和高溫介電性能,可作為新型的電絕緣材料。云母型微晶玻璃具有高強(qiáng)度、耐熱沖擊、可切削等特性,廣泛應(yīng)用于國(guó)防和現(xiàn)代工業(yè)中。 奶睡欺決貳裸悼慢撇把蘇墟押律視警漳馱刨偉驅(qū)鐳素崖房評(píng)桔蛆戍技跌慣無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)六、架狀結(jié)構(gòu) 架狀結(jié)構(gòu)中硅氧四面體的每個(gè)頂點(diǎn)均為橋氧,硅氧四面體之間共頂連接,形成三維“骨架”結(jié)構(gòu)。作為骨架的硅氧結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)式為SiO2n,其中Si/O為12。 刪伍趨蔓里葬檔卜連沽鄭鋅想幼惶斑頑漳學(xué)魏屹韻挑仙瑩遙唆僳蒙朱彬他無(wú)

43、機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 當(dāng)硅氧骨架中Si被Al取代時(shí),結(jié)構(gòu)單元化學(xué)式可寫成AlSiO4或AlSi3O8,其中(Al+Si)O仍為12。此時(shí),由于結(jié)構(gòu)中有剩余負(fù)電荷,一些電價(jià)低、半徑大的正離子(如K+、Na+、Ca2+、Ba2+等)會(huì)進(jìn)入結(jié)構(gòu)中。 典型的架狀結(jié)構(gòu)有石英族晶體,化學(xué)式為SiO2,以及一些鋁硅酸鹽礦物,如霞石NaAlSiO4、長(zhǎng)石(Na,K)AlSi3O8、方沸石NaAlSi2O6H2O等礦物。懈掌亨爛軍妹純?nèi)踝伤慈聿烙齐r埂扎仕掌兜氏抒攬陌效兄吠撅憨靳稀浩無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見

44、硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)1. 石英族晶體的結(jié)構(gòu) SiO2晶體具有多種變體,常壓下可分為三個(gè)系列:石英、鱗石英和方石英,其轉(zhuǎn)變關(guān)系如下:屯爐時(shí)重繼奴己鈴唁牽多興秋否駁肋購(gòu)著伊妮創(chuàng)轟嶄摹哨川婪功省祈磚濃無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)位移性轉(zhuǎn)變:同一系列(即縱向)之間轉(zhuǎn)變, 如-石英和-石英之間轉(zhuǎn)變,不涉及晶體結(jié)構(gòu)中鍵的破裂和重建,僅是鍵長(zhǎng)、鍵角的調(diào)整,轉(zhuǎn)變迅速且可逆;重建性轉(zhuǎn)變:不同系列(即橫向)之間的轉(zhuǎn)變,如-石英和-鱗石英、-鱗石英和-方石英之間轉(zhuǎn)變,都涉及鍵的破裂和重建,轉(zhuǎn)變速度緩慢。斌鷹謊彝跟贈(zèng)廓穆獎(jiǎng)桿戳糊賓候鑲嗓瞬師咎態(tài)蛙姨澆手么廟藥帚若芭哈

45、搜無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 石英的三個(gè)主要變體:-石英、 -鱗石英、 -方石英,其結(jié)構(gòu)差別在于 硅氧四面體之間的連接方式不同(見圖)。-方石英:兩個(gè)共頂硅氧四面體以共用O2-為中心處于中心對(duì)稱狀態(tài), Si-O-Si鍵角為180o ;-鱗石英:兩個(gè)共頂硅氧四面體之間相當(dāng)于有一對(duì)稱面, Si-O-Si鍵角為180o;-石英:相當(dāng)于在-方石英結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,使Si-O-Si鍵角由180o轉(zhuǎn)變?yōu)?50o。 由于這三種石英中硅氧四面體的連接方式不同,因此,它們之間的轉(zhuǎn)變屬于重建性轉(zhuǎn)變。 簡(jiǎn)旱撂醉陋掏碼射恒孔革敦更鐐輛隅章鍛鄙擔(dān)港介肯詭菇從泉紀(jì)銻八靶

46、蠟無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)硅氧四面體的連接方式 跟奴砂孫坡咀門鎬哇鞏妨碉冊(cè)溫淚揍覆剖脂法然指灣準(zhǔn)沒糖換煮嗅產(chǎn)靠荔無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) (1) -方石英結(jié)構(gòu) -方石英屬立方晶系,空間群Fd3m;晶胞參數(shù)a=0.713nm;晶胞分子數(shù)Z=8。結(jié)構(gòu)如圖所示,其中Si4+位于晶胞頂點(diǎn)及面心,晶胞內(nèi)部還有4個(gè)Si4+,其位置相當(dāng)于金剛石中C原子的位置。它是由交替地指向相反方向的硅氧四面體組成六節(jié)環(huán)狀的硅氧層(不同于層狀結(jié)構(gòu)中的硅氧層,該硅氧層內(nèi)四面體取向的一致的),以3層為一個(gè)重復(fù)

47、周期在平行于(111)面的方向上平行疊放而形成的架狀結(jié)構(gòu)。疊放時(shí),兩平行的硅氧層中的四面體相互錯(cuò)開60o,并以共頂方式對(duì)接,共頂?shù)腛2-形成對(duì)稱中心,如圖所示。-方石英冷卻到268會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄档?方石英,其晶胞參數(shù)a=0.497nm,c=0.692nm。據(jù)拷諺烏廉碰爵晨頌迎重流羔苫捕思藥熒結(jié)勉奴汁桅鑷清葫粱蚤匪朝低糯無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-方石英的結(jié)構(gòu) 路焙褒注裝瑞染棟楓死宙沿東賊瓤鉛崎恃岸在透趾帥遏禍灼系逛渴呆暢擂無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-方石英的硅氧層的平行疊放 (

48、從體對(duì)角線方向觀察,顯示出以3層為周期的平行堆積)竊火賒爹熄清獻(xiàn)元鄭肉蔣毫批抵擔(dān)胚呀虱暇管韋射裳偵擰榨勉忌機(jī)尖胖需無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-方石英的硅氧層的平行疊放 (從體對(duì)角線方向觀察,顯示出以3層為周期的平行堆積)坯游躁駕宵站耪撻翱爆澄翻錐繹籽床蛤朵傷隅思盒曉鑿辜舜賠失丸眠韻煞無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(2) -鱗石英的結(jié)構(gòu) -鱗石英屬六方晶系,空間群P63/mmc;晶胞參數(shù)a=0.504nm,c=0.825nm;晶胞分子數(shù)Z=4。其結(jié)構(gòu)如圖所示。結(jié)構(gòu)由交替指向相反方向的硅

49、氧四面體組成的六節(jié)環(huán)狀的硅氧層平行于(0001)面疊放而形成架狀結(jié)構(gòu)。平行疊放時(shí),硅氧層中的四面體共頂連接,并且共頂?shù)膬蓚€(gè)四面體處于鏡面對(duì)稱狀態(tài),Si-O-Si鍵角是180o,對(duì)于-鱗石英,有的認(rèn)為屬于斜方晶系,晶胞參數(shù)a=0.874nm,b=0.504nm,c=0.824nm。而有的認(rèn)為屬于單斜晶系,參數(shù)為a=1.845nm,b=0.499nm,c=2.383nm,=105o39,。 益尺傀空闌領(lǐng)膏浸江氫陰室釜燭侄殉桑嗓苑礁垣細(xì)厚咬牢疥扎軍癡祿把遣無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-鱗石英的結(jié)構(gòu) 練恫本暢辛翔辭毫忽攣應(yīng)燴蔬至膝古呢息踢豹糠滓頓

50、亦滑鮑搏慌仗哪劇肩無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-方石英和 -鱗石英中硅氧四面體的不同連接方式對(duì)比辭掛裙韶用侈蟲紐謝策矮角磺哺締娃斬羚糾玻檬貫陛嫉蘊(yùn)屁溯汀稠勾放煉無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(3)石英的結(jié)構(gòu) -石英屬六方晶系,空間群P6422或P6222;晶胞參數(shù)a=0.496nm,c=0.545nm;晶胞分子數(shù)Z=3。-石英在(0001)面上的投影如圖所示。結(jié)構(gòu)中每個(gè)Si4+周圍有4個(gè)O2-,空間取向是2個(gè)在Si4+上方、2個(gè)在其下方。各四面體中的離子,排列于高度不同的三層面上,最上

51、一層用粗線表示,其次一層用細(xì)線表示,最下方一層以虛線表示。繕恬渾宋袱分虞哭仇結(jié)尺旨氖收答雪啊操運(yùn)袁唯肄爐瞪林戳茬蝶氯抉喘棵無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) -石英結(jié)構(gòu)中存在6次螺旋軸,圍繞螺旋軸的Si4+離子,在(0001)面上的投影可連接成正六邊形。根據(jù)螺旋軸的旋轉(zhuǎn)方向不同,-石英有左形和右形之分,其空間群分別為P6422和P6222。-石英中Si-O-Si鍵角為150o。俯乞頃洼沾浴芯蚜擠從屯備藥迪揣敗濤侶槍逸煙鯉旬動(dòng)恰朋梆懾簿拔煞篷無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-石英在(0001)面

52、上的投影 富瘓椅違課袒膊厘正冤努沈憶緩好漬照稍佯華合靡盜鼠曰七際僵噬顱肺希無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-石英屬三方晶系,空間群P3221或P3121;晶胞參數(shù)a=0.491nm,c=0.540nm;晶胞分子數(shù)Z=3。-石英是-石英的低溫變體,兩者之間通過(guò)位移性轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換。兩結(jié)構(gòu)中的Si4+在(0001)面上的投影示于圖1-48。在-石英結(jié)構(gòu)中,Si-O-Si鍵角由-石英中的150o變?yōu)?37o,這一鍵角變化,使對(duì)稱要素從-石英中的6次螺旋軸轉(zhuǎn)變?yōu)?石英中的3次螺旋軸。圍繞3次螺旋軸的Si4+在(0001)面上的投影已不再是正六

53、邊形,而是復(fù)三角形,見圖1-49(b)。-石英也有左、右形之分。 毛鞠膨螢隧絢泉脫踩軍欣何乖尤刊蚤燙保裝餞勞孜燃掄所抽錯(cuò)腐羊骸痔艘無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(a) -石英、(b) -石英中 Si4+在(0001)面上的投影 瑩蔣扁捏晨搶捐御忱趟帛嬸輥番鑰鏟鮮紉志寧鏈穗貴熄捉哲頭駱了轅吶驟無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)(a) -石英(b) -石英中硅氧四面體在(0001)面上的投影 狠砌盜族繡膀埋拭椽底朗酚罪承纜盲棍刨剪州槳孝肛鶴嫌睬號(hào)卷粒愿和咎無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)

54、構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系:SiO2結(jié)構(gòu)中Si-O鍵的強(qiáng)度很高,鍵力分別在三維空間比較均勻,因此SiO2晶體的熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)穩(wěn)定性好,無(wú)明顯解理;且由于結(jié)構(gòu)中存在較大空隙,表現(xiàn)出熱膨脹系數(shù)小,密度小 。 過(guò)稍譏鋇段狗炔計(jì)紉恬姬橡其都肘礦下戲皺虹蔑洪但飯?zhí)覒販u棟逢字隅顧無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-石英的壓電效應(yīng):正壓電效應(yīng)(direct piezoelectric effect):由“壓力”產(chǎn)生“電”的現(xiàn)象,即晶體在機(jī)械力作用下發(fā)生變形,使晶體內(nèi)正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而極化,致使晶體兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相

55、反的束縛電荷,其電荷密度與應(yīng)力成比例。逆壓電效應(yīng)(converse piezoelectric effect):由“電”產(chǎn)生“機(jī)械形變”的現(xiàn)象,即具有壓電效應(yīng)的晶體置于外電場(chǎng)中,電場(chǎng)使晶體內(nèi)部正負(fù)電荷中心位移,導(dǎo)致晶體產(chǎn)生形變。 正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。趁梁困留蝴就孝慫孽鞘廁醇崗脖瓦溢慶贖束肄寵碼掂獎(jiǎng)騁猖俄渴函搽骯蒂無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓電效應(yīng)的條件:晶體結(jié)構(gòu)中無(wú)對(duì)稱中心。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱性,晶體分為32個(gè)點(diǎn)群,在無(wú)對(duì)稱中心的21個(gè)點(diǎn)群中,除O-432點(diǎn)群外,有20種點(diǎn)群具有壓電效應(yīng)。在20種壓電晶體中又有10種具有

56、熱釋電效應(yīng)(pyroelectric effect)。晶體的壓電性質(zhì)與自發(fā)極化性質(zhì)都是由晶體的對(duì)稱性決定的。存在對(duì)稱中心的晶體受外力時(shí),正負(fù)電荷中心不會(huì)分離,因而沒有壓電性。躥英僅縣兵窘房?jī)逗筌嚽耥暲放乙ι铋c室俠馴甕址漏鍋?zhàn)信楏a豹全扛妄無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 由于晶體的各向異性,壓電效應(yīng)產(chǎn)生的方向、電荷的正負(fù)等都隨晶體切片的方位而變化。如圖 (a)顯示無(wú)外力作用時(shí),晶體中正負(fù)電荷中心是重合的,整個(gè)晶體中總電矩為零;圖(b)表明,在垂直方向?qū)w施加壓力時(shí),晶體發(fā)生變形,使正電荷中心相對(duì)下移,負(fù)電荷中心相對(duì)上移,導(dǎo)致正負(fù)電荷中心分離

57、,使晶體在垂直于外力方向的表面上產(chǎn)生電荷(上負(fù)、下正)。圖(c)顯示出晶體水平方向受壓時(shí),在平行于外力的表面上產(chǎn)生電荷的過(guò)程,此時(shí),電荷為上正下負(fù)?;医z售網(wǎng)賓蘆岳季鬃趴畔舍儀冕體舷忘征厲耗匈垂賣俱霞撮推螞譽(yù)路丹婦無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)-石英中壓電效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理及方位關(guān)系 無(wú)外力作用時(shí),晶體中正負(fù)電荷中心是重合的,整個(gè)晶體中總電矩為零垂直方向?qū)w施加壓力時(shí),晶體發(fā)生變形,使正電荷中心相對(duì)下移,負(fù)電荷中心相對(duì)上移,導(dǎo)致正負(fù)電荷中心分離,使晶體在垂直于外力方向的表面上產(chǎn)生電荷(上負(fù)、下正)。晶體水平方向受壓時(shí),在平行于外力的表面上產(chǎn)生電

58、荷的過(guò)程,此時(shí),電荷為上正下負(fù)。貸絕科鴛蔣鎳顆耕彪隕娶瘟漠鼻攏歸筷敵派寄喀磷右老舷妨店酞發(fā)婪拘冉無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 由此可見,壓電效應(yīng)是由于晶體在外力作用下發(fā)生變形,正負(fù)電荷中心產(chǎn)生相對(duì)位移,使晶體總電矩發(fā)生變化造成的。因此,在使用壓電晶體時(shí),為了獲得良好的壓電性,須根據(jù)實(shí)際要求,切割出相應(yīng)方位的晶片。 早刨逛鱗亂痹淺慢陀甥氧邵菠佳皚棒顱尸組駭滄億桶寧派念虞芒傣糯盔擾無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)壓電晶體的應(yīng)用:壓電材料在宇航、電子、激光、計(jì)算機(jī)、微波、能源等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前主要用作壓電振子和壓電換能器。前者主要利用振子本身的諧振特性,要求壓電、介電、彈性等性能的溫度變化、經(jīng)時(shí)變化穩(wěn)定,機(jī)械品質(zhì)因數(shù)高。后者主要將一種形式的能能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量,要求換能效益(即機(jī)電耦合系數(shù)和品質(zhì)因數(shù))高。 寞乘帕昨徽愿保遇木腫瞥絆獸癌護(hù)虱姿醋缽魯臨啪投磚臂栓鄭薪痘象僅雀無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-24常見硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)-2

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