第二章 晶体结构 - 2.3.9尖晶石型晶体结构分析_06.15_CG

材料科学基础
第
2 章
2.3.9尖晶石型晶体结构分析
AB 2O 4的单位晶胞
24化学式
AB 2O 4A: 2价阳离子B: 3价阳离子
晶体结构
立方晶系Z=8
离子堆积情况
O 2-按立方紧密堆积排列，
A 2+填充八分之一四面体空隙，
B 3+填充二分之一八面体空隙
24
尖晶石晶体结构[AlO6]八面体
[MgO4]四面体
代表性物质
镁铝尖晶石
MgAl2O4
a0=0.808nm,
Z=8
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[AlO 6]八面体
[MgO 4]四面体
24[AlO 6]八面体
[MgO 4]四面体
[AlO 6]八面体
[MgO 4]四面体
共顶连接
共棱连接
彼此孤立通过八面体共顶连接
共顶连接
尖晶石晶体结构
(a)
(b)M 区
(c) N 区
Mg 2+
O 2-Mg 2+O 2-
At 3+24
反尖晶石
24 如果二价阳离子分布在八面体空隙中，而三价阳离子一半在四面体空隙中，另一半在八面体空隙中的尖晶石，称为反尖晶石。

性能与用途
①性能
②用途典型的磁性非金属材料，性能比磁性金属材料更优越。

具有强磁性，高电阻，低松弛损耗等特点
可做无线电、电视、电子装置的元件，计算机中做记忆元件，微波器中做永久磁石
24
尖晶石型结构晶体
氟、氰化物氧化物
硫化物BeLi 2F 4TiMg 2O 4ZnCr 2O 4ZnFe 2O 4MgAl 2O 4MnCr 2S 4MoNa 2F 4VMg 2O 4CdCr 2O 4CoCo 2O 4MnAl 2O 4CoCr 2S 4ZnK 2(CN)4MgV 2O 4ZnMn 2O 4CuCo 2O 4FeAl 2O 4FeCr 2S 4CdK 2(CN)4ZnV 2O 4MnMn 2O 4FeNi 2O 4MgGa 2O 4CoCr 2S 4MgK 2(CN)4
MgCr 2O 4MgFe 2O 4GeNi 2O 4CaGa 2O 4FeNi 2S 4
FeCr 2O 4
FeFe 2O 4
TiZn 2O 4
MgIn 2O 4
AB 2O 4型无机化合物（尖晶石）的晶体结构
MgAl2O4性能与用途
①性能
②用途硬度较大，莫氏硬度为8级，熔点为2105℃，ρ=3.55g/cm3，化学性质较稳定，热稳定性好（热膨胀系数小，为7.6×10-6）
镁铝尖晶石是用途很广泛的优良耐高温材料
24
Al-O键与Mg-O离子结合键强
24
在镁铝尖晶石结构中，在一个氧离子周围，有一个镁离子和三个铝离子，由静电价规则：
由此可见，氧离子的电价是饱和的。