晶體的典型結構類型(2)(已改無錯字)
2023-06-27 11:25:48 本頁面
【正文】 Ca（ OH） 2； Mg（ OH） 2； CdI2； MgI2 剛玉型結構 化學式： α － Al2O3 晶體結構：三方晶系； a＝ ， α ＝ 55176。 17′ ； Z＝ 2 （菱面體晶胞）， L33L23PC 。 返回目錄 剛玉晶體結構 O2－ 離子按六方密堆積的方式排列，形成 ABAB… 重 復的規(guī)律 ， Al3＋ 離子充填于 2/3的八面體空隙，其分 布具一定的規(guī)律，即離子之間的距離保持最遠。 鍵性 ： 具有離子鍵性質的共價鍵。 性質 ： H=9；熔點為 2050 ℃ 。是構成高溫耐火材料和高絕緣電 陶瓷的主要物相。 屬于剛玉型結構的晶體 ： α－ Fe2O3； Cr2O3； Ti2O3； V2O3； FeTiO3 ； MgTiO3 B B A B A A B A B A A B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 D E F D E F 晶體結構 鈣鈦礦型結構 鈣鈦礦結構的通式為 ABO3 ,以 CaTiO3為例討論其結構 : Ca2+ O2 Ti 4+ 配位關系的分析 : 可以看出 : Ca的 CN=12 Ti的 CN=6 O的 CN=2+4=6 結構的描述 （ 1） 鈣鈦礦在高溫時屬立方晶系， 在降溫時，通過某個特定 溫度后將產(chǎn)生結構的畸變使立方晶格的對稱性下降 . （ 2 ） CaTiO3為離子晶體 （ 3） Ca的 CN=12 Ti的 CN=6 O的 CN=2+4=6 （ 4） CaTiO3的結構可看成 O2和半徑較大的 Ca2+離子共同組成立方緊密堆積， Ti4+離子充填于 1/4的八面體空隙中。 其 Z=4 （ 5） 結點坐標為： Ca2+ 000 ， 001 ， 010 ， 100 ， 110 ， 011 ， 101 ， 111 O2 0 1/2 1/2 ， 1/2 0 1/2 ， 1/2 1/2 0 ， 1 1/2 1/2 ， 1/2 1 1/2 ， 1/2 1/2 1 Ti 4+ 1/2 1/2 1/2 （ 6） 立方面心格子 ? 若以 rA代表 ABO3型結構中離子半徑較大的 A離子半徑， rB代表離子半徑較小的 B離子半徑。 rO代表氧離子半徑，在鈣鈦礦結構中，這三種離子半徑之間存在如下的幾何關系： ? rA+rO＝ (rB+rO) 2? 經(jīng)實際晶體的測定發(fā)現(xiàn)， AB離子的半徑都可以有一定范圍的波動。只要滿足下式即可。 ? rA+rO＝ t (rB+rO) ? 其中ｔ為容差因子，其值為 ，鈣鈦礦結構都能穩(wěn)定。由于鈣鈦礦結構中存在這個容差因子，加上 A、 B離子的價數(shù)不一定局限于二價和四價，因此，鈣鈦礦結構所包含的晶體種類十分豐富，屬于鈣鈦礦型結構的主要晶體大約有 30余種。 2鈦酸鋇 BaTiO3結構與鐵電性能 如上圖示，在稍高于 393K時，鈦酸鋇晶體中晶胞長度 a=，鈦離子和氧離子的中心距離是 ，而鈦氧的半徑之和是 ，這說明鈦氧離子之間還有 ，也就是說氧八面體空隙要比鈦離子大。 當鈦離子發(fā)生位移向某一氧離子靠近時，使氧離子也向鈦離子靠攏并發(fā)生強烈的電子位移極化，而氧離子極化后所形成的電場又反過來促使鈦離子進一步位移，使鈦離子在一定條件下在新的位置上穩(wěn)定下來，從而使單元晶胞中正負電荷不重合，產(chǎn)生偶極矩。 與此同時，在這個小區(qū)域內(nèi)的晶胞外形發(fā)生變化，晶胞沿鈦離子位移向伸長，而其它兩個方向略縮短。原來在 393K以上是立方晶系，到 393K以下有一軸伸長 ，而成為四方晶系。 應 用 ? 鈣鈦礦型結構在高溫時屬于立方晶系，在降溫時，對稱性下降。 ? 如果在一個軸向發(fā)生畸變 (C軸略伸長或縮短 )，就由立方晶系變?yōu)樗姆骄担? ? 如果在兩個軸向發(fā)生畸變，就變?yōu)檎痪担? ? 若不在軸向而是在體對角線 [111]方向發(fā)生畸變，就成為三方晶系菱面體格子。 ? 這三種畸變，在不同組成的鈣鈦礦結構中都可能存在。由于這種畸變，使一些鈣鈦礦
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