第二章 晶体结构 - 2.3.7刚玉型晶体结构分析_6.15ZSQ

材料科学基础

第 2 章

2.3.7 刚玉型晶体结构分析

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刚玉晶胞

Al2O3（刚玉）晶体结构

化学式

Al2O3三方晶系，晶胞参数

a0=0.514nm，

α=55゜17′，

Z=2

晶体结构离子堆积情况

O2-按六方紧密堆积排列，

即ABAB…二层重复型，

而Al3+填充于三分之二的

八面体空隙，

使化学式成为Al

2

O3。

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在平行C轴方向上，每隔两个

实心的充填Al3+的八面体就有一个

空心的八面体，

实心[AlO

]八面体以共面相连。

6

[AlO6]八面体层沿C轴方向共面相联

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z 此时，两个较为靠近的铝离子之间产生了斥力，使铝离子并不处于八面体中心，而是稍有偏离， [AlO

6

]八面体稍有变形。

沿z轴方向八面体空隙中Al3+

偏离中心位置

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(0001)方向[AlO6]八面体共棱成层

底面方向

每两个铝氧八面体共棱连接，中间有一个空隙

23α-Al 2O 3的结构中铝离子的三种不同排列法

（a ）刚玉型结构中正离子的排列，（b ）在 面上的投影第13层和第一层

重复

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α－Al2O3中的氧与铝的排列次序可写成：

O A Al D O B Al E O A Al F O B Al D O A Al E O B Al F O A Al D…… 13层

间距离最远

23结构相同的物质FeTiO 3、MgTiO 3

α-Fe 2O 3、Cr 2O 3、Ti 2O 3、V 2O 3等

性能与用途

①性能

②用途熔点高，达2050℃，莫氏硬度9级，这与Al-O键的牢固性有关。

生产刚玉莫来石陶瓷，氧化铝陶瓷，高频无线电陶瓷，高温耐火材料的原料。

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