【正文】 資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 當 Al3+、 Si+離子在鏈中的四面體位完全無序分布時，晶體具有單斜對稱，如透長石的 c=；而當 Al3+、 Si+離子在四面體位完全有序、呈相間排列時，晶體屬三斜晶系，如鈣長石 c=。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) —— 資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 晶體結(jié)構(gòu)從單斜變?yōu)槿薄Ｅc透長石比較，鈉長石結(jié)構(gòu)出現(xiàn)輕微的扭曲，左右不再呈現(xiàn)鏡面對稱。 鈉長石屬三斜晶系，空間群 C1；晶胞參數(shù) a=， b=， c=， ?=94o19， ， ?=116o34， ， ?=87o39， 。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)鈉長石的結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) ——透長石晶體結(jié)構(gòu)圖（一部分）透長石的結(jié)構(gòu) K+的電價除了平衡骨架中 [AlO4]多余的負電荷外，還與骨架中的橋氧之間產(chǎn)生誘導(dǎo)鍵力。透長石結(jié)構(gòu)在（ 001）面上的投影示于 圖。實際的曲軸長鏈資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 理想的曲軸長鏈 (b)實際的曲軸長鏈資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 理想的曲軸長鏈 (b) 長石的基本結(jié)構(gòu)單元： 由 [TO4]四面體連接成四聯(lián)環(huán)，其中 2個四面體頂角向上、 2個向下；四節(jié)環(huán)中的四面體通過共頂連方式接成曲軸狀的鏈，見 圖 。n 斜長石系：鈉長石 Na[AlSi3O8]；鈣長石 Ca[Al2Si2O8]。 資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 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（即機電耦合系數(shù)和品質(zhì)因數(shù)）高。目前主要用作壓電振子和壓電換能器。資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 因此，在使用壓電晶體時，為了獲得良好的壓電性，須根據(jù)實際要求，切割出相應(yīng)方位的晶片。資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 無外力作用時，晶體中正負電荷中心是重合的，整個晶體中總電矩為零垂直方向?qū)w施加壓力時，晶體發(fā)生變形，使正電荷中心相對下移，負電荷中心相對上移，導(dǎo)致正負電荷中心分離，使晶體在垂直于外力方向的表面上產(chǎn)生電荷（上負、下正）。圖 (c)顯示出晶體水平方向受壓時，在平行于外力的表面上產(chǎn)生電荷的過程，此時，電荷為上正下負。如 圖 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) ——存在對稱中心的晶體受外力時，正負電荷中心不會分離，因而沒有壓電性。effect）。根據(jù)轉(zhuǎn)動對稱性，晶體分為 32個點群，在無對稱中心的 21個點群中，除 O432點群外，有 20種點群具有壓電效應(yīng)。資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 piezoelectric216。piezoelectric 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)n ?石英的壓電效應(yīng)：216。晶體結(jié)構(gòu) —— 資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 ??資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 ??資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 ?石英也有左、右形之分。在 ?石英結(jié)構(gòu)中， SiOSi鍵角由 ?石英中的 150o變?yōu)?137o，這一鍵角變化，使對稱要素從 ?石英中的 6次螺旋軸轉(zhuǎn)變?yōu)??石英中的 3次螺旋軸。 ?石英是 ?石英的低溫變體，兩者之間通過位移性轉(zhuǎn)變實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)換。資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 ?石英中 SiOSi鍵角為 150o。?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。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) ——各四面體中的離子，排列于高度不同的三層面上，最上一層用粗線表示，其次一層用細線表示，最下方一層以虛線表示。?石英在（ 0001）面上的投影如 圖 所示。?鱗石英中硅氧四面體的不同連接方式對比資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 ?鱗石英的結(jié)構(gòu) 而有的認為屬于 單斜晶系 ，參數(shù)為 a=，b=， c=， ?=105o39， 。結(jié)構(gòu)由交替指向相反方向的硅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)。?鱗石英屬六方晶系，空間群 P63/mmc；晶胞參數(shù)a=， c=；晶胞分子數(shù) Z=4。?鱗石英的結(jié)構(gòu)（從體對角線方向觀察，顯示出以 3層為周期的平行堆積）資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 （從體對角線方向觀察，顯示出以 3層為周期的平行堆積）資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)?方石英的結(jié)構(gòu) 疊放時，兩平行的硅氧層中的四面體相互錯開 60o，并以共頂方式對接，共頂?shù)?O2形成對稱中心，如 圖 所示。結(jié)構(gòu)如 圖 所示，其中 Si4+位于晶胞頂點及面心，晶胞內(nèi)部還有 4個 Si4+，其位置相當于金剛石中 C原子的位置。 （ 1） ；n ?鱗石英：兩個共頂硅氧四面體之間相當于有一 對稱面 ， n ?方石英：兩個共頂硅氧四面體以共用 O2為中心處于 中心對稱 狀態(tài)， ?方石英，其結(jié)構(gòu)差別在于 石英的三個主要變體： ?石英、 資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)位移性轉(zhuǎn)變 ： 同一系列（即縱向）之間轉(zhuǎn)變， 晶體結(jié)構(gòu) ——SiO2晶體具有多種變體，常壓下可分為三個系列：石英、鱗石英和方石英，其轉(zhuǎn)變關(guān)系如下： 資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 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 Na[AlSiO4]、長石(Na,K)[AlSi3O8]、方沸石 Na[AlSi2O6]此時，由于結(jié)構(gòu)中有剩余負電荷，一些電價低、半徑大的正離子（如 K+、 Na+、 Ca2+、 Ba2+等）會進入結(jié)構(gòu)中。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) —— 架狀結(jié)構(gòu)中硅氧四面體的每個頂點均為橋氧，硅氧四面體之間共頂連接，形成三維 “骨架 ”結(jié)構(gòu)。資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 云母型微晶玻璃具有高強度、耐熱沖擊、可切削等特性，廣泛應(yīng)用于國防和現(xiàn)代工業(yè)中。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)n 云母類礦物的用途： 合成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。晶體結(jié)構(gòu) —— )（ 5）如果 K+被 Na+取代，形成鈉云母；若 K+被Ca2+取代，同時硅氧層內(nèi)有 1/2的 Si4+被 Al3+取代，則成為珍珠云母 CaAl2[Al2Si2O10]2。 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)（ 4）若 2個 Li+取代 1個 Al3+，同時 [AlSi3O10]中的Al3+被 Si4+取代，則形成鋰云母 Kli2Al[Si4O10]晶體結(jié)構(gòu) ——)2； 取代 1個 Al3+，得鋰鐵云母KLiFe2+Al[AlSi3O10]Li+， Fe2+)2； Mg， Fe)代替 Al3+，形成黑云母 K+（ 2）用 (Mg2+, 硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)（ 1） 2個 Al3+被 3個 Mg2+取代，形成金云母KMg3[AlSi3O10](OH)2；用 F－ 取代 OH－ ，得到人工合成的氟金云母 KMg3[AlSi3O10]F2，作絕緣材料使用時耐高溫達 1000℃ ，而天然的僅 600℃ 。晶體結(jié)構(gòu) —— K+的配位數(shù)為 12，呈統(tǒng)計地分布于復(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。白云母的結(jié)構(gòu)（ a）（ 100）面上的投影 （ b）（ 010）面上的投影資源加工與生物工程學(xué)院資源加工與生物工程學(xué)院第二章 由圖 142（ a）可以看出，兩相鄰復(fù)網(wǎng)層之間呈現(xiàn)對稱狀態(tài)，因此相鄰兩硅氧六節(jié)環(huán)處形成一個巨大的空隙。白云母屬于 復(fù)網(wǎng)層 結(jié)構(gòu)，復(fù)網(wǎng)層由兩個硅氧層及其中間的水鋁石層所構(gòu)成。屬單斜