陶瓷晶体结构学习教案

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1、会计学1陶瓷陶瓷(toc)晶体结构晶体结构第一页，共75页。 （1）特性）特性 硬、脆、耐高温、耐腐蚀；硬、脆、耐高温、耐腐蚀； （2）组织）组织 由三相组成：由三相组成： 多晶相：硅酸盐、氧化物、非氧化物，习惯以主要晶相多晶相：硅酸盐、氧化物、非氧化物，习惯以主要晶相命名；命名； 玻璃相玻璃相(非晶相非晶相)：低熔点、起粘结作用；：低熔点、起粘结作用； 玻璃相的数量玻璃相的数量(shling)，随不同陶瓷而异，在固相烧结，随不同陶瓷而异，在固相烧结的瓷料中几乎不含玻璃相，在有液相参加烧结的陶瓷中则的瓷料中几乎不含玻璃相，在有液相参加烧结的陶瓷中则存在较多的玻璃相。存在较多的玻璃相。第2页/共

2、75页第二页，共75页。 气相(气孔)：烧结前是开口孔、烧结后大多数转变闭孔。 一般陶瓷材料均不可避免地含有(hn yu)一定数量的气孔，通常的残留气孔量为 510(体积百分率)，气孔含量在各种陶瓷材料中差别很大，它可以在099之间变化。气孔的含量、形状、分布影响陶瓷材料的机械、热学、光学和电学等一系列性能。第3页/共75页第三页，共75页。（3）分类(fn li)按其原料的来源不同可分为普通陶瓷（传统陶瓷）和特种陶瓷（先进陶瓷）。普通陶瓷是以天然硅酸盐矿物为原料（粘土、长石、石英），经过原料加工、成型、烧结而成，因此又叫硅酸盐陶瓷。特种陶瓷，又称精细陶瓷，按其应用功能分类，可分为高强度、耐高

3、温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为(chngwi)一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。第4页/共75页第四页，共75页。总结(zngji)：第5页/共75页第五页，共75页。第6页/共75页第六页，共75页。晶体结构第7页/共75页第七页，共75页。第8页/共75页第八页，共75页。nn66nn248u在密堆积结构中，每个球接触到同种球的个数为在密堆积结构中，每个球接触到同种球的个数为12个；个；u密

4、堆积结果形成密堆积结果形成2种方式：六方紧密堆积和立方紧密堆积；种方式：六方紧密堆积和立方紧密堆积；u密堆积结果形成密堆积结果形成2种空隙：一种是由种空隙：一种是由6个球形成的八面体空隙，一种是个球形成的八面体空隙，一种是由由4个球形成的四面体空隙。每个球周围有个球形成的四面体空隙。每个球周围有6个八面体空隙，对个八面体空隙，对n个等个等大球体堆积系统，其八面体空隙总数为大球体堆积系统，其八面体空隙总数为 ；每个球体周围有；每个球体周围有8 个四面体空隙，对个四面体空隙，对n 个等大球体堆积系统，其四面体空隙总数个等大球体堆积系统，其四面体空隙总数为为 。第9页/共75页第九页，共75页。最密

5、积结构最密积结构(jigu)FCC第10页/共75页第十页，共75页。最密积结构最密积结构(jigu)HCP第11页/共75页第十一页，共75页。密积结构密积结构(jigu)BCC第12页/共75页第十二页，共75页。例：以例：以NaCl晶胞为例，说明等径球面心立方紧密堆积中的八面晶胞为例，说明等径球面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙体和四面体空隙(kngx)的位置和数量，并计算其空间利的位置和数量，并计算其空间利用率。用率。第13页/共75页第十三页，共75页。例：例：MgO具有具有NaCl结构，根据结构，根据O2-半径为半径为0.140nm和和Mg2+半径为半径为0.072nm，计算球

6、状，计算球状离子离子(lz)所占据的空间分数（致密度），并计算所占据的空间分数（致密度），并计算MgO的密度。的密度。第14页/共75页第十四页，共75页。例例 Si和和Al原子的相对质量非常接近（分别为原子的相对质量非常接近（分别为28.09和和26.98），但），但SiO2和和Al2O3的密度相差很大（分的密度相差很大（分别为别为2.65g/cm3和和3.96g/cm3）。试用）。试用(shyng)晶体结构及鲍林规则说明密度相差大的原因。晶体结构及鲍林规则说明密度相差大的原因。 %OlA%iOSVVOi ScmcmcmOcmcmi ScmcmOi SOi ScmOi S32cmOcmi S

7、-24-24-2462.8329.585829. 05809. 000195. 05809. 010138. 01028. 53400195. 010026. 01064. 2341028. 521064. 21064. 21064. 2)1003. 6()0 .3209.28(65. 223722372233222233223322233223233晶体中离子致密度同理：或晶体中离子致密度所占的体积为：和中每个个个的分子数为：中含每的致密度：第15页/共75页第十五页，共75页。问题：问题：根据最紧密堆积原理，空间利用率越高，根据最紧密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定结构越稳定(wndn

8、g)，金刚石结构的空，金刚石结构的空间利用率很低（只有间利用率很低（只有34.01%），为什么），为什么它也很稳定它也很稳定(wndng)？注意：最紧密堆积原理的适用(shyng)条件第16页/共75页第十六页，共75页。离子(lz)晶体结构与鲍林规则 配位多面体规则配位多面体规则 电价规则电价规则 多面体共顶、共棱、共面规则多面体共顶、共棱、共面规则 不同不同(b tn)配位多面体连接规则配位多面体连接规则 节约规则节约规则第17页/共75页第十七页，共75页。围绕每一正离子，围绕每一正离子，形成一个负离子配位多面体，形成一个负离子配位多面体，正负离子之间的间距正负离子之间的间距(jin j

9、)取取决于它们的半径之和，正离子决于它们的半径之和，正离子的配位数则取决于它们的半径的配位数则取决于它们的半径比。比。1 配位(pi wi)多面体规则阴离子成最紧密堆积，且相互接触，阴离子成最紧密堆积，且相互接触，阳离子则无间隙地充填八面体空隙时，计算两者半径比之图解阳离子则无间隙地充填八面体空隙时，计算两者半径比之图解arcr第18页/共75页第十八页，共75页。阳离子配位数阳离子配位数阴离子配位阴离子配位多面体的形状多面体的形状acrr /实例第19页/共75页第十九页，共75页。2 静电(jngdin)价规则在一个稳定的晶体结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离在一个稳定的晶体

10、结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度子分配给这个负离子的静电键强度(qingd)的总和，其偏差的总和，其偏差1/4价。价。即：正电价即：正电价(din ji)等于负电价等于负电价(din ji)例：CaTiO3用途：用途：1、判断晶体是否稳定。、判断晶体是否稳定。2、判断共用一个顶点的多面体的数目。、判断共用一个顶点的多面体的数目。请用电价规则解释请用电价规则解释Al3+置换置换Si4+时，时，通常不超过一半，否则结构将不稳定。通常不超过一半，否则结构将不稳定。第20页/共75页第二十页，共75页。3 阴离子配位(pi wi)多面体的共顶、共棱、共面规

11、则在一个配位在一个配位(pi wi)结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价、低配位中高电价、低配位(pi wi)的正离子的这种效应更为明显。的正离子的这种效应更为明显。1 0.58 0.331 0.71 0.58第21页/共75页第二十一页，共75页。4 不同(b tn)配位多面体连接规则若晶体结构中含有一种以上若晶体结构中含有一种以上(yshng)的正离子，则高电价、的正离子，则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势。低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势。因为因为(yn wi)一对

12、正离子之间的互斥力按电价数的平方一对正离子之间的互斥力按电价数的平方成正比增加，配位多面体中的正离子之间的距离随配位成正比增加，配位多面体中的正离子之间的距离随配位数的降低而减小。数的降低而减小。第22页/共75页第二十二页，共75页。5 节约(jiyu)规则在同一在同一(tngy)晶体中，组成不同的结构基元的数目趋向于最少。晶体中，组成不同的结构基元的数目趋向于最少。晶体结构晶体结构(jigu)的周期性和对称性，若组成不同的结构的周期性和对称性，若组成不同的结构(jigu)基元过多，则每个基元要形成各自的周期性和规则性，则它们基元过多，则每个基元要形成各自的周期性和规则性，则它们之间就会相互

13、干扰，不利于形成晶体结构之间就会相互干扰，不利于形成晶体结构(jigu)。第23页/共75页第二十三页，共75页。例：例：1）画出）画出O2-离子作面心立方堆积时，各四面体空隙离子作面心立方堆积时，各四面体空隙(kngx)和八面体空和八面体空 隙的所在位置（以一个晶胞为结构基元表示出来）。隙的所在位置（以一个晶胞为结构基元表示出来）。2）计算四面体空隙）计算四面体空隙(kngx)数、八面体空隙数、八面体空隙(kngx)数与数与O2-离子数之比。离子数之比。3）根据电价规则，在下面情况下，空隙）根据电价规则，在下面情况下，空隙(kngx)内各需填入何种价数内各需填入何种价数 的的阳离子，并对每一

14、种结构举出一个例子。阳离子，并对每一种结构举出一个例子。 所有四面体空隙所有四面体空隙(kngx)位置均填满；位置均填满； 所有八面体空隙所有八面体空隙(kngx)位置均填满；位置均填满； 填满一半四面体空隙填满一半四面体空隙(kngx)位置；位置； 填满一半八面体空隙填满一半八面体空隙(kngx)位置。位置。第24页/共75页第二十四页，共75页。例：分析例：分析(fnx)NaCl晶体晶体Na+ (radii=0.102 nm) ，Cl- (radii=0.181 nm)第25页/共75页第二十五页，共75页。描述描述(mio sh)晶体结构的晶体结构的方法：方法： 坐标系坐标系 球体紧密堆

15、积球体紧密堆积 配位多面体及其连接配位多面体及其连接(linji)方式方式2.3.2.3 几种几种(j zhn)典型的晶体结构典型的晶体结构第26页/共75页第二十六页，共75页。21,21, 021,21,210 ,21, 00 ,21,2121, 0 , 021, 0 ,210 , 0 , 00 , 0 ,21NaCl坐标系第27页/共75页第二十七页，共75页。 球体(qit)紧密堆积第28页/共75页第二十八页，共75页。 配位多面体及其连接(linji)方式第29页/共75页第二十九页，共75页。 MX型结构型结构(jigu) MX2型结构型结构(jigu) M2X型结构型结构(ji

16、gu) M2X3型结构型结构(jigu) MX3型和型和M2X5型结构型结构(jigu) ABO3型结构型结构(jigu) AB2O4型结构型结构(jigu) 无机化合物晶体结构第30页/共75页第三十页，共75页。一 MX型晶体结构结构类型结构类型实例实例CsCl型型1.0000.732 CsCl0.91CsBr0.84CsI 0.75NaCl型型0.7320.414KF RbClPbBrSrSSrSeMgONaBrLiCl 1.000.820.760.730.660.590.500.43SrOBaSBaSeRbICaSLiFCaTeMgSe0.960.820.750.680.620.590

17、.500.41BaOCaONaFKBrKICaSeMgSLiBr0.960.800.740.680.610.560.490.40RbFCaFKClBaTeSrTeNaClNaILiF0.890.800.730.680.600.540.440.35ZnS型型0.4140.225MgTeBeTe0.370.17BaO0.26BeS0.20BeSe0.18第31页/共75页第三十一页，共75页。1. NaCl晶体晶体(jngt)第32页/共75页第三十二页，共75页。2. CsCl晶体晶体Calculate the ionic packing factor fro CsCl. Ionic radii

18、 are Cs+ =0.170 nm and Cl- = 0.181 nm.axzy21,21,21问题：问题：格子构造？格子构造？密堆积密堆积(duj)情况？情况？单位晶胞内含单位晶胞内含CsCl的数目？的数目？第33页/共75页第三十三页，共75页。3. 立方立方(lfng)ZnS晶体晶体(闪锌矿闪锌矿)晶胞结构晶胞结构 (001)面上的投影面上的投影 ZnS4分布分布(fnb)及连接及连接第34页/共75页第三十四页，共75页。SZn平行六面体晶胞平行六面体晶胞(jn bo)4. 六方六方ZnS晶体晶体(jngt)(纤锌矿纤锌矿)第35页/共75页第三十五页，共75页。第36页/共75页

19、第三十六页，共75页。二二 MX2型晶体结构型晶体结构萤石晶胞结构图萤石晶胞结构图FCa1. CaF2晶体(jngt)问题：问题：格子格子(g zi)构造？构造？密堆积情况？密堆积情况？单位晶胞内含单位晶胞内含CaF2的数目？的数目？第37页/共75页第三十七页，共75页。四面体及其连接四面体及其连接4FCa立方体及其连接立方体及其连接8CaF从空间格子看，从空间格子看，CaF2结构由一套结构由一套Ca2+离子的面心立方离子的面心立方(lfng)格子和格子和2套套F-离子的面心立方离子的面心立方(lfng)格子相互穿插而成。格子相互穿插而成。第38页/共75页第三十八页，共75页。2. 金红石

20、金红石晶体结构晶体结构金红石结构中金红石结构中Ti-O八面体链的排列八面体链的排列TiO整个结构整个结构(jigu)由由2套套Ti4+的简单四方格子和的简单四方格子和4套套O2_的简单四方格子相互穿插而成。的简单四方格子相互穿插而成。问题：问题：格子构造？格子构造？密堆积情况？密堆积情况？单位晶胞单位晶胞(jn bo)内含内含TiO2的数目？的数目？第39页/共75页第三十九页，共75页。三三 M2X3型晶体结构型晶体结构第40页/共75页第四十页，共75页。-Al2O3中的中的Al+的三种不同排列方式的三种不同排列方式空隙空隙Al3+第41页/共75页第四十一页，共75页。四四 ABO3型晶

21、体结构型晶体结构问题：问题：求解求解Ca、Ti和和O的配位数？的配位数？密堆积情况？密堆积情况？求解求解O2-离子的配位多面体？离子的配位多面体？单位晶胞内含单位晶胞内含(ni hn)CaTiO3的数目？的数目？钙钛矿晶体结构钙钛矿晶体结构CaTiO第42页/共75页第四十二页，共75页。钙钛矿晶体结构中配位多面体的连接钙钛矿晶体结构中配位多面体的连接(linji)和和Ca离子配位数为离子配位数为12的情况的情况第43页/共75页第四十三页，共75页。氧化物氧化物(1+5)氧化物氧化物(2+4)氧化物氧化物(3+3)氧化物氧化物(1+2)NaNbO3KNbO3NaWO3CaTiO3SrTiO3

22、BaTiO3PbTiO3CaZrO3SrZrO3BaZrO3PbZrO3CaSnO3BaSnO3CaCeO3BaCeO3PbCeO3BaPrO3BaHfO3YAlO3LaAlO3LaCrO3LaMnO3LaFeO3KMgF3KNiF3KZnF3钙钛矿型晶体结构钙钛矿型晶体结构第44页/共75页第四十四页，共75页。熔体熔体熔点熔点六方六方相变温度相变温度立方立方居里温度居里温度正方正方相变温度相变温度斜方斜方相变温度相变温度三方三方16121460120580铁电体铁电体铁电体铁电体铁电体铁电体顺电体顺电体顺电体顺电体第45页/共75页第四十五页，共75页。五五 AB2O4型晶体结构型晶体结构

23、尖晶石晶胞尖晶石晶胞(jn bo)结构结构第46页/共75页第四十六页，共75页。尖晶石多面体连接尖晶石多面体连接(linji)方式方式第47页/共75页第四十七页，共75页。负离子堆积方式负离子堆积方式(fngsh)与晶体结构类型与晶体结构类型负离子堆积方式负离子堆积方式正负离子配位数正负离子配位数正离子占据的空隙位正离子占据的空隙位置置结构类型结构类型实例实例立方密堆积立方密堆积6:6 MX全部八面体全部八面体NaCl型型NaCl、MgO、CaO、BaO立方密堆积立方密堆积4:4 MX四面体四面体闪锌矿型闪锌矿型ZnS、CdS、SiC立方密堆积立方密堆积4:8 M2X全部四面体全部四面体反

24、萤石型反萤石型Li2O、Na2O、K2O立方密堆积立方密堆积(4+4):4 MX2 四面体四面体萤石型萤石型CaF2、ThO2、CeO2、ZrO2扭曲了的立方密堆积扭曲了的立方密堆积 6:3 MX2 八面体八面体金红石型金红石型TiO2、PbO2、VO2、MnO2六方密堆积六方密堆积12:6:6 ABO3 八面体八面体(B)钙钛矿型钙钛矿型CaTiO3、BaTiO3、PbZrO3立方密堆积立方密堆积4:6:4 AB2O41/8 四面体四面体(A) 八面体八面体(B)尖晶石型尖晶石型MgAl2O4、FeAl2O4、ZnAl2O4立方密堆积立方密堆积4:6:4 B(AB)O4 1/8 四面体四面体

25、(B) 八面体八面体(AB)反尖晶石型反尖晶石型 FeMgFeO4、Fe3+Fe2+Fe3+O4六方密堆积六方密堆积4:4 MX 四面体四面体纤锌矿型纤锌矿型ZnS、ZnO、SiC六方密堆积六方密堆积6:4 M2X32/3 八面体八面体刚玉型刚玉型-Al2O3、-Fe2O3、Cr2O3简单立方简单立方8:8 MX全部立方体空隙全部立方体空隙CsCl型型CsCl、CsBr、CsI第48页/共75页第四十八页，共75页。第49页/共75页第四十九页，共75页。硅酸盐化学式的写法硅酸盐化学式的写法(xif)第50页/共75页第五十页，共75页。 结构中结构中Si4+离子位于离子位于O2-离子形成的四

26、面体中心，构成硅酸盐晶体离子形成的四面体中心，构成硅酸盐晶体的基本结构单元的基本结构单元SiO4四面体。四面体。SiOSi键是一条夹角不等的折键是一条夹角不等的折线，一般在线，一般在145左右；左右； SiO4的每个顶点，即的每个顶点，即O2-最多只能为两个最多只能为两个SiO4所共用（所共用（?）；）； 两个相邻的两个相邻的SiO4间只能共顶而不能共棱或共面连接间只能共顶而不能共棱或共面连接(linji)（?）；）； 同晶取代（硅氧间的距离是否一致同晶取代（硅氧间的距离是否一致?）。）。硅酸盐晶体结构特点硅酸盐晶体结构特点(tdin)第51页/共75页第五十一页，共75页。硅酸盐晶体的结构硅

27、酸盐晶体的结构(jigu)类型类型结构类型结构类型SiO44- 共用共用O2- 离子数离子数形状形状络阴离子络阴离子Si/O比比实例实例岛状岛状0四面体四面体SiO44-1:4镁橄榄石镁橄榄石 Mg2SiO4镁铝石榴石镁铝石榴石 Al2Mg3SiO43组群状组群状12双四面体双四面体三节环三节环四节环四节环六节环六节环Si2O76-Si3O96-Si4O126-Si6O186-2:71:3硅钙石硅钙石 Ca3Si2O7蓝锥矿蓝锥矿 BaTiSi3O9斧石斧石 Ca2Al2(Fe,Mn)BO3Si4O12(OH)2绿宝石绿宝石 Ba3Al2Si6O18链状链状22，3单链单链双链双链Si2O64

28、-Si4O116-1:34:11透辉石透辉石 CaMgSi2O6透闪石透闪石 Ca2Mg5Si4O112(OH)2层状层状3平面层平面层Si4O104-4:10滑石滑石 Mg3Si4O10(OH)2架状架状4骨架骨架SiO20AlSi3O81-AlSiO41-1:2石英石英 SiO2钾长石钾长石 KAlSi3O8方钠石方钠石 NaAlSiO44/3H2O第52页/共75页第五十二页，共75页。镁橄榄石镁橄榄石橄榄石族矿物中的一种，斜方晶系，化学式橄榄石族矿物中的一种，斜方晶系，化学式 Mg2SiO4，常含有，常含有2FeOSiO2和少量的和少量的Na、K和和Al的氧化物的混的氧化物的混合物。纯

29、镁橄榄石晶体合物。纯镁橄榄石晶体(jngt)为无色透明体，加热时体积变化很为无色透明体，加热时体积变化很小，耐火度大于小，耐火度大于1710，可不经煅烧直接做耐火骨料。，可不经煅烧直接做耐火骨料。1.岛状结构(jigu)第53页/共75页第五十三页，共75页。镁橄榄石晶体镁橄榄石晶体(jngt)（100面投影）面投影）第54页/共75页第五十四页，共75页。2.组群状结构(jigu)第55页/共75页第五十五页，共75页。绿宝石绿宝石是铍是铍-铝硅酸盐矿物。化学式：铝硅酸盐矿物。化学式：Be3Al2Si6O18。一般。一般为六方柱形晶体，呈现的颜色为六方柱形晶体，呈现的颜色(yns)一般多为各

30、种绿色。如淡蓝一般多为各种绿色。如淡蓝色的（叫海蓝宝石），深绿色的（叫祖母绿），金黄色的（叫金色的（叫海蓝宝石），深绿色的（叫祖母绿），金黄色的（叫金绿柱石），粉红色的（叫铯绿柱石）等。绿柱石），粉红色的（叫铯绿柱石）等。第56页/共75页第五十六页，共75页。绿宝石晶体结构（绿宝石晶体结构（0001面投影）面投影）两个六节两个六节环错开环错开30第57页/共75页第五十七页，共75页。3.链状结构(jigu)第58页/共75页第五十八页，共75页。第59页/共75页第五十九页，共75页。透辉石化学式为CaMg(Si2O6)，晶体属单斜晶系的单链硅酸盐矿物。外观呈灰白色，烧后洁白，是一种非常接

31、近(jijn)理论成分，有害杂质和烧失量极低的优质透辉石。透辉石是陶瓷常用原料，辉石应用于日用瓷釉中，综合了滑石和方解石的优点，不仅可以提高釉面的光泽度，半透明性和平整度。而且可降低瓷釉的烧成温度，扩大烧成范围。第60页/共75页第六十页，共75页。透闪石透闪石化学式为化学式为Ca2Mg5(Si8O22)(OH)2，晶体属单斜晶系的，晶体属单斜晶系的双链硅酸盐矿物。是组成双链硅酸盐矿物。是组成(z chn)软玉的主要矿物，用做雕刻软玉的主要矿物，用做雕刻工艺品、饰物。工艺品、饰物。第61页/共75页第六十一页，共75页。透辉石晶体结构透辉石晶体结构单链单链结构结构第62页/共75页第六十二页，

32、共75页。链状结构链状结构(jigu)与性质的关系与性质的关系93第63页/共75页第六十三页，共75页。4.层状结构(jigu)硅氧四面体层结构硅氧四面体层结构第64页/共75页第六十四页，共75页。层状结构硅酸盐晶体中硅氧四面体层和铝氧八面体层的连接方式层状结构硅酸盐晶体中硅氧四面体层和铝氧八面体层的连接方式1:1型型2:1型型层间结合水层间结合水第65页/共75页第六十五页，共75页。MgO4(OH)2SiO4SiO4第66页/共75页第六十六页，共75页。高岭石高岭石结构结构SiO4AlO2(OH)4第67页/共75页第六十七页，共75页。蒙脱石晶体结构蒙脱石晶体结构AlO2(OH)4

33、SiO4SiO4第68页/共75页第六十八页，共75页。5.架状结构架状结构(jigu)石英石英的变体的变体重建型转变重建型转变位移型转变位移型转变石英类晶体结构石英类晶体结构第69页/共75页第六十九页，共75页。 -石英石英 -磷石英磷石英 -方石英方石英 硅氧四面体的连接方式硅氧四面体的连接方式存在对称中心存在对称中心存在对称面存在对称面无对称中心与对称面无对称中心与对称面第70页/共75页第七十页，共75页。长石结构中的四联环和曲轴状链长石结构中的四联环和曲轴状链TO4桥氧桥氧a 轴轴四方环四方环长石长石(chn sh)类晶体类晶体结构结构第71页/共75页第七十一页，共75页。2.3

34、.4 同质异构现象（同质多晶转变同质异构现象（同质多晶转变(zhunbin)） 外在因素对晶体结构的影响外在因素对晶体结构的影响同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下 形成结构不同的晶形成结构不同的晶体的现象，由此所产生的每一种化学组成相同但结构不同的晶体称为变体。体的现象，由此所产生的每一种化学组成相同但结构不同的晶体称为变体。 对研究晶型转变、材料制备过程对研究晶型转变、材料制备过程(guchng)中工艺制度的确定有重中工艺制度的确定有重要意义。要意义。类质同晶：化学组成相似或相近的物质，在相同的热力学条件下，形成的晶体类质同晶

35、：化学组成相似或相近的物质，在相同的热力学条件下，形成的晶体具有相同的结构。具有相同的结构。 对矿物提纯与分离、固溶体的形成及材料改性具有重要的意义。对矿物提纯与分离、固溶体的形成及材料改性具有重要的意义。第72页/共75页第七十二页，共75页。同质多晶转变同质多晶转变(zhunbin)在同质多晶中，由于各个变体是在不在同质多晶中，由于各个变体是在不同的热力学条件下形成的，因而各个同的热力学条件下形成的，因而各个变体都有自己稳定存在的热力学范围，变体都有自己稳定存在的热力学范围，当外界条件改变到一定程度时，为在当外界条件改变到一定程度时，为在新的条件下建立新的条件下建立(jinl)新的平衡，各新的平衡，各变体间就可能发生结构上的转变，即变体间就可能发生结构上的转变，即发生同质多晶转变。发生同质多晶转变。第73页/共75页第七十三页，共75页。思考题：（1）在陶瓷晶体中，Al3+为什么能部分(b fen)置换硅氧骨架中的Si4+；（2） Al3+置换Si4+后，对陶瓷组成的有何影响？（3）用电价规则说明Al3+置换骨架中的Si4+时，通常不超过一半，否则将使结构不稳定。第74页/共75页第七十四页，共75页。感谢您的观看(gunkn)！第75页/共75页第七十五页，共75页。