浙大材料科學(xué)基礎(chǔ)課件part(參考版)
2025-07-23 02:47本頁(yè)面
【正文】 含有層間陽(yáng)離子：層內(nèi)過剩取代（層內(nèi)四面體位用Al3+離子取代1/4Si4+離子，K+或Na+填入層間以平衡電荷，每單位Si4O10單元有一過剩陰離子。雙層硅酸鹽類型：沒有層間陽(yáng)離子的夾層結(jié)構(gòu)：層對(duì)稱，其中OH與Al3+但不與Si4+鍵合，對(duì)補(bǔ)償硅氧四面體的負(fù)電荷沒有貢獻(xiàn)。單層硅酸鹽存在形式：常以細(xì)晶形式存在，如粘土礦高嶺石[(OH)4Al2Si2O5]2，見Error! Reference source not ，∵層間分子鍵、層內(nèi)不同原始層間產(chǎn)生應(yīng)力；另一種具纖維性，如水合硅酸鎂石棉[(OH)4Mg3Si2O5]2，如Error! Reference source not ，∵八面體中的Al3+()被Mg2+()所取代，失配增大，通過層較大彎曲被接納，形成纖維(~100A)， 如Error! Reference source not 雙層硅酸鹽：夾層結(jié)構(gòu)。層狀硅酸鹽分類：具水鎂石（Mg(OH)2）調(diào)節(jié)層稱三八面體硅酸鹽，∵全部八面體位被Mg填；具水鋁礦（Al(OH)3）調(diào)節(jié)層稱二八面體硅酸鹽，∵2/3八面體位被Al填。這個(gè)四面體原始層通常與調(diào)節(jié)層水鎂石（Mg(OH)2）和水鋁礦（Al(OH)3）鍵合。透輝石：?jiǎn)捂湥鏓rror! Reference source not 。判據(jù)式為：堇青石（Al3Mg2(Si5Al)O18）：六元環(huán)硅酸鹽，有一個(gè)硅氧四面體被AlO45替代，只有三個(gè)Al3+用來中和Si四面體的負(fù)電荷，同時(shí)Si被Al取代又增加了硅氧四面體的負(fù)電荷。如Error! Reference source not ，五元環(huán)還沒發(fā)現(xiàn)。SiO4——礦物：鋁硅酸鹽(iii) 四價(jià)陽(yáng)離子（Zr4+，Th4+…）通式：R4+SiO4—礦物：鋯英石礦，其結(jié)構(gòu)如Error! Reference source not (iv) 復(fù)合離子通式：R2+3R3+2(SiO4)3——礦物：柘榴石通式：R3+2(OH,F)2SiO4 [Al2(F2)SiO4或Al2(F,OH)2SiO4]—礦物：黃玉礦考慮上述情況判據(jù)式為：焦硅酸鹽：每?jī)蓚€(gè)SiO4四面體只存在一個(gè)橋氧，結(jié)構(gòu)特征：SiO7為島單元的硅酸鹽。Mg2+：CN=6Al3+174。 取代必須與現(xiàn)有配位數(shù)結(jié)構(gòu)相容Ca2+174。 離子（或原子）尺寸相差必須在15%以內(nèi)如：Na+可以取代Ca2+,但不能取代Ba2+ii.）結(jié)構(gòu)通式： Rx+ySizOn典型例子：硅鈹石（Be2SiO4）和鋯英石（ZrSiO4）結(jié)構(gòu)（相關(guān)于化學(xué)式的）判據(jù)：（或 ）焦硅酸鹽結(jié)構(gòu)：每個(gè)四面體與鄰近一個(gè)四面體相連，每個(gè)四面體給出3價(jià)電荷，判據(jù)式：?jiǎn)捂湽杷猁}結(jié)構(gòu)：每個(gè)四面體與鄰近兩個(gè)四面體相連，每個(gè)四面體給出2價(jià)電荷，判據(jù)式：典型例子：頑輝火石(MgSiO3)和正鐵硅酸鹽（FeSiO3）雙鏈硅酸鹽結(jié)構(gòu)：層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)：骨架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)：影響實(shí)際硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的其它因素：調(diào)節(jié)陽(yáng)離子的電荷及配位數(shù)，O2離子與陽(yáng)離子的鍵合形式，以及陽(yáng)離子或陰離子的同晶（類晶）取代?？梢杂袓u狀、鏈狀（單鏈及雙鏈）、層狀或三維骨架結(jié)構(gòu)如 圖161所示島狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)：所有四面體間分離，并通過其它調(diào)節(jié)陽(yáng)離子互連，每個(gè)四面體給出4價(jià)電荷。特征參數(shù)如表111表1 11晶體結(jié)構(gòu)的基本單元與連接方式：[SiO4]4多面體,如 圖159示意。其它硅酸鹽礦物也都是在氧化硅的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，簡(jiǎn)單說，硅酸鹽礦物是氧化硅中的Si被其它元素取代后的變體，具有不同的晶型結(jié)構(gòu)。硅酸鹽結(jié)構(gòu)是多種多樣的，如氧化硅具有多型性，典型的就是方石英（Error! Reference source not found.）和鱗石英（Error! Reference source not found.）。表1 10 以負(fù)離子堆積方式分組的簡(jiǎn)單離子晶體結(jié)構(gòu)四、硅酸鹽晶體硅酸鹽是地表含量最豐富的材料，硅酸鹽礦物是制造傳統(tǒng)無機(jī)材料如陶瓷、玻璃、耐火材料的最基本原料。尖晶石：立方Fd3m，AB2X4型，O2作密堆排
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