刚玉结构
陶瓷材料结构及性能分类新结构陶瓷材料科学基础
（2）刚玉（Al2O3）结构
这种结构的氧离子 （负离子）具有密排 六方的排列，正离子 占据八面体间隙的三 分之二。
具有这种结构的氧化 物有：Al2O3、Fe2O3、 Cr2O3、Ti2O3、V2O3、 Ga2O3、Rh2O3等。
（Ga镓、Rh铑）
热偶套管，淬火钢的切削
刀具、金属拔丝模，内燃
氧 化
铝
机的火花塞，火箭、导弹
陶 瓷
的导流罩及轴承等。
密 封
环
氧化铝陶瓷坩埚
氧化铝陶瓷转心球阀
⑵ 氮化硅（Si3N4）陶瓷 氮化硅是由Si3N4四面体组成的共
价键固体。
① 氮化硅的制备与烧结工艺
工业硅直接氮化：3Si+2N2→Si3N4 二氧化硅还原氮化：
其它：
尖晶石型结构（AB2O4）（书P51） 正常尖晶石型结构 反尖晶石型结构（较多见） 这类化合物是重要的非金属磁性材料，
钙钛矿型结构：
这类结构对压电材料很重要。
压电效应：
物质在受机械压缩或拉伸变形时，在它 们两对面的界面上将产生一定的电荷，形成 一定的电势。反之，在它们的两界面上加以 一定的电压，则将产生一定的机械变形，这 一现象称为压电效应。（超声加工中应用）
按照连接方式划分，硅酸盐化合物可以分为以下几 种类型：
①孤立状硅酸盐 ②复合状硅酸盐 ③环状或链状硅酸盐 ④层状硅酸盐 ⑤立体网络状硅酸盐
①孤立状硅酸盐（岛状结构单元）
其单元体(SiO44－） 互相独立，不发生相 互连接。
化学组成一MgO、CaO、 FeO等。
气孔对陶瓷的性能不利（多孔陶瓷除外）
气孔率：普通陶瓷5%～10％
特种陶瓷5％以下
刚玉的晶体结构
刚玉的晶体结构
刚玉是一种非常硬的矿物，它的硬度仅次于钻石。
它的晶体结构对
于研究者来说非常有趣。
下面将详细介绍刚玉的晶体结构。
1. 什么是刚玉的晶体结构？
刚玉的化学式为Al2O3，它的晶体结构是六方最密堆积结构。
在这种
结构中，每个Al3+离子都被六个氧离子包围，每个氧离子又被两个铝
离子包围。
这种结构具有很高的对称性，对于刚玉的物理和化学性质
都有很大的影响。
2. 刚玉的晶体结构是如何形成的？
刚玉的晶体结构是由铝和氧原子组成的。
在高温和高压下，铝和氧原
子会形成氧化铝（Al2O3）的化合物，然后通过长时间的结晶过程形成
刚玉晶体。
刚玉晶体在自然界中很少见，主要是通过人工合成的方式
得到。
3. 刚玉的晶体结构对其性质有什么影响？
刚玉由于晶体结构的特殊性质，具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
它也是一种高温稳定化合物，能够承受高温和高压下的极端环境。
这
些特性使刚玉在机械、电子、化工等领域有着广泛的应用。
4. 如何研究刚玉的晶体结构？
为了研究刚玉的晶体结构，研究者通常使用X射线衍射技术。
这种技术可以通过测量经过晶体的X射线经过衍射后的位移和强度，来确定晶体中原子的位置和晶体结构。
这些信息可以帮助研究者理解刚玉的结构和性质。
总之，刚玉的晶体结构对于其硬度和化学性质具有重大影响。
通过研究刚玉的晶体结构，研究者可以更好地理解和改进其应用和性能。
【精品文章】刚玉的分类及应用大全
刚玉的分类及应用大全
随着太阳能硅晶片切割行业的兴起，传统超硬、耐高温材料之一的碳化硅顿时成为超级磨料明星。
因为金刚石微分生产的切割、磨削工具广泛的应用到五金、建筑陶瓷石材切割抛光等领域，也使得金刚石粉体被普通百姓所熟知。
而刚玉作为一种非常重要的磨料、耐高温粉体材料在普通人眼中却显得有些默默无闻甚至是有些陌生。
其实刚玉作为使用历史悠久的超硬、耐高温材料，至今仍然广泛的应用在各种工业领域中，发挥着重要的作用。
本文将简要的向读者介绍刚玉的种类及其特点，以期能够加深大家对刚玉家族各成员的认识。
α型氧化铝晶体叫做刚玉，常因含有不同的杂质而呈现不同的颜色．刚玉一般呈带蓝或带黄的灰色，有玻璃或金刚光泽，硬度仅次于金刚石和碳化硅，能耐高温。
自然界存在天然的刚玉，红宝石、蓝宝石就是天然刚玉。
工业生产使用的刚玉多数是人工合成的，随着加工工艺和参杂的其它元素成分的不同，刚玉可分为白刚玉、棕刚玉等多种类型。
下文将向大家介绍几种常见的刚玉种类及其特性。
1、白刚玉
白刚玉是以优质铝氧化粉为原料，白刚玉经电熔提炼结晶而成，纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温、热态性能稳定。
白刚玉硬度略高于棕刚玉，韧性稍低，纯度高、自锐性好、磨削能力强、发热量小、效率高、耐酸碱腐蚀、耐高温热稳定性好。
用白刚玉粒度砂制成磨具，适用于磨削高碳钢、高速钢及不锈钢等细粒度磨料，白刚玉还可以用于精密铸造和高级耐火材料。
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23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Al2O3。
23有缘学习更多驾卫星ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）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23z 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， [AlO6]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23(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23α－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 3α-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。
23。
赵品《材料科学基础教程》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第12章 陶瓷材料【圣才出品】
第12章陶瓷材料12.1复习笔记一、陶瓷概述（1）陶瓷①定义传统上“陶瓷”是陶器与瓷器的总称。
后来，发展到泛指整个硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、耐火材料、陶瓷等。
②分类陶瓷一般归纳为：工程陶瓷和功能陶瓷。
（2）新型无机材料新型无机材料是指在传统硅酸盐材料的基础上，用无机非金属物质为原料，经粉碎、配制、成型和高温烧结制得的无机材料，如功能陶瓷，特种玻璃，特种涂层等。
（3）新型无机材料与传统硅酸盐材料的比较①从组成上看新型无机材料的组成远远超过硅酸盐的范围，除氧化物和含氧酸盐之外，还有碳化物、氮化物、硼化物、硫化物及其他盐类和单质。
②从性能上看a．新型无机材料不仅具有熔点高，硬度高，化学稳定性好，耐高温，耐磨损等优点；b．一些特殊陶瓷还具有一些特殊性能，如介电性、压电性、铁电性、半导性、软磁性、硬磁性等。
二、陶瓷材料的典型结构陶瓷是指由金属（类金属）和非金属元素之间形成的化合物。
这些化合物的结合键主要是离子键或共价键。
1．离子晶体陶瓷结构（1）分类①NaCl型结构：MgO、NiO、FeO等；②CaF2型结构：等；③刚玉型结构：等；④钙钛矿型结构：。
（2）刚玉型结构（如图12-1-1所示）图12-1-1Al2O3晶体结构刚玉型结构中每晶胞有6个氧离子、4个铝离子。
其中：①氧离子占密排六方结点位置，铝离子配置在氧离子组成的八面体间隙中，但只填2/3如图12-1-1（b）所示；②铝离子的排列要满足铝离子之间的间距最大，因此每三个相邻的八面体间隙，就有一个是有规律地空着，如图12-1-1（a）所示。
（3）钙钛矿型结构（如图12-1-2所示）图12-1-2钙钛矿结构钙钛矿型结构中每个晶胞中有1个钛离子、1个钙离子、3个氧离子。
其中：①原子半径较大的钙离子与氧离子作立方最密堆积；②半径较小的钛离子位于氧八面体间隙中，构成钛氧八面体[TiO6]。
钛离子只占全部八面体间隙的1/4。
2．共价晶体陶瓷结构共价晶体陶瓷多属金刚石结构。
板状刚玉的主要成分和特征
板状刚玉的主要成分和特征？板状刚玉是一种烧结刚玉，主要应用在耐材或浇注料行业。
那么你知道板状刚玉的主要成分和特征吗？今天海旭磨料板状刚玉厂家为大家介绍板状刚玉的主要成分和特征。
板状刚玉的主要成分：
矾土烧结刚玉的主要化学成份是：Al2O3的含量在99%以上、SiO2(0.1%)、Fe2O3(0.02%)、Na2O(0.4%)。
板状刚玉具有发育良好的α-Al2O3晶体结构，韧性高，可承受较大的磨削压力而不至于破碎，并能切削较厚的金属层，横向进给可高达6mm以上。
板状刚玉的主要特征：
1、对于优异的高温性能来说刚玉中氧化硅、氧化铁和氧化钛的低含量是非常重要的。
溶酸铁的超低含量典型值是小于0.002%对于磷酸盐结合耐火材料是非常重要的。
2、对比烧结板状刚玉和其他合成高铝骨料，例如电熔白刚玉，发现差别在于具有较细尺寸的杂质含量。
这会引起巨大的性能差异，尤其是高温性能。
3、较高的杂质含量以较细的尺寸引入会大大降低高温体积稳定性和抗蠕变性。
对比电熔白刚玉和板状刚玉的气孔率能看到巨大的差异。
尽管两种骨料的总气孔率一样，但晶粒气孔有显著差别。
4、电熔晶粒的开口气孔率是烧结晶粒的2-3倍。
电熔氧化铝的大部分气孔由大的开口气孔构成，而板状刚玉有超过一半的气孔是闭口气孔。
高比例的闭口气孔对于高的抗热震性是板状刚玉的典型特征。
中国刚玉
刚玉
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟刚玉Al2O3【化学组成】有时含微量的Fe、Ti、Cr、Mn、V、Si 等，以类质同像置换或机械混入物形式存在于刚玉中。
【晶体结构】三方晶系；；a0=0.477 nm，c0=1.304 nm;Z=6。
晶体结构见图Y-3。
沿垂直三次轴方向上O2-成六方最紧密堆积，而Al3+则在两O2-层之间，充填的八面体空隙。
八面体在平行{0001}方向上共棱成层(图Y-3(a))，在平行c 轴方向上，共面联结构成两个实心的［AlO6］八面体(图Y-3(b)中带斜线方块)和一空心由O2-围成的八面体(图Y-3(b)中空白方块)相间排列的柱体。
［AlO6］八面体成对沿c 轴呈三次螺旋对称(图Y-3(c))。
由于AlO 键具离子键向共价键过渡的性质(共价键约占40%)，从而使刚玉具共价键化合物的特征。
两个较为靠近的Al3+发生了斥力，因而两组O2 层之间的Al3+，并不处于同一水平面内。
图Y-3 刚玉的晶体结构(引自潘兆橹等，1993)【形态】晶体通常呈腰鼓状、柱状，少数呈板状或片状(图Y-4)。
常依菱面体{101}、较少依{0001}成聚片双晶(图Y-5)，以致在晶面上常常出现相交的几组条纹。
刚玉的晶体形态与其形成时的介质成分有关：产于SiO2 含量低的岩石(如正长岩、斜长岩等)中的刚玉，呈长柱状和近三向等长的晶形；而产于SiO2 含量有所增高的岩石中的刚玉，其晶体形态则以板状为特征。
集合体成粒状或致密块状。
图Y-4 刚玉的晶体(引自潘兆橹等，1993)【物理性质】一般为灰、黄灰色，含Fe 者呈黑色；含Cr 者呈红色者，称红。
高纯刚玉砖用板状刚玉
高纯刚玉砖用板状刚玉
刘新彧 1) 徐延庆 2) 耿可明 2) Andreas Buhr3) Gunter Büchel3) 1）安迈铝业（青岛）有限公司 2）中钢集团洛阳耐火材料研究院
3）Almatis GMBH,Frankfurt,Germany
摘 要 采用板状刚玉和电熔白刚玉为骨料，研究了其不同比例对高纯高玉砖性能的影响。
就抗侵蚀而言，纯板状刚玉砖 T100 最好, 能和高铬砖相媲美，可以取代高铬砖以保护环境。
图 12 抗渣油气化炉渣试验后残砖
图 13 抗渣油气化炉试验后侵蚀深度
图 14 抗渣油气化炉试验后 T50 砖显微结构
结论
图 15 距工作面不同距离处 SiO2 含量
对板状刚玉和电熔白刚玉在高纯刚玉砖的应用进行了详细的研究。结果表明，板状刚玉
砖能够提高刚玉砖的性能, 尤其是综合性能，总结如下，
含板状刚玉的刚玉砖具有较好的烧结活性，可以提高刚玉砖的致密程度；
含板状刚玉的刚玉砖体积密度高，显气孔率低；
纯板状刚玉的刚玉砖具有较高的常温耐压强度，常温抗折强度和高温抗折强度；
板状刚玉砖的耐磨性能最好；
含板状刚玉的刚玉砖抗煤气化炉渣和渣油渣侵蚀和渗透性能优于纯电熔白刚玉砖；
图 3 烧后刚玉砖的显气孔率、体积密度和收缩率
系统宝石学(第二版)_刚玉
第二节刚玉(红宝石、蓝宝石)刚玉矿物的宝石品种有红宝石、蓝宝石，它们是世界上公认的两大珍贵彩色宝石品种。
红宝石的英文为“Ruby”，在圣经中红宝石是所有宝石中最珍贵的。
红宝石炽热的红色使人们总把它和热情、爱情联系在一起，被誉为“爱情之石”，象征着热情似火，爱情的美好、永恒和坚贞。
红宝石是七月的生辰石。
蓝宝石的英文名称是“Sapphire'’，古波斯人相信是蓝宝石反射的光彩使天空呈现蔚蓝色，它被看作是忠诚和德高望重的象征。
蓝宝石是九月的生辰石。
一、刚玉宝石的基本性质(一) 矿物名称刚玉(Corundum)，在矿物学上属刚玉族。
(二) 化学成分刚玉的化学成分为铝的氧化物(Al2O3)，可含有微量的杂质元素Fe、Ti、Cr、Mn、V等。
杂质元素可以等价离子或异价离子形式代替晶格中的Al3+，也可以机械混入物形式存在于晶体中。
(三) 晶系及结晶习性刚玉属三方晶系，晶格中O2-作六方最紧密堆积，堆积层垂直于3次轴，Al3+广充填了由O2-形成的八面体空隙数的2／3，[Alo6]八面体以棱连接成层，并沿z轴方向呈三次螺旋对称(见图3-1-114)。
刚玉属复三方偏三角面体晶类，晶体常呈桶状、柱状，少数呈板状或叶片状(见图3—1—115)。
重要单形有六方柱a{1120}，六方双锥z{2241}、n{2243}、w{14·14·28·3}，菱面体r{1011}，平行双面c{0001}。
在{1011}晶面上，具有平行{1011}和{2243}交棱的花纹。
刚玉中的双晶有两种：一是在晶体生长过程中形成的生长双晶；二是在机械作用下面网滑动形成的机械双晶。
刚玉的生长双晶只在特定的产地可见，例如斯里兰卡和克什米尔，而绝大多数刚玉宝石的双晶是由于面网滑动、晶格变形造成的简单接触双晶或聚片双晶。
刚玉宝石的聚片双晶通常平行{1011}，少数情况下平行{0001}(见图3-1-116)。
刚玉的单晶形态与形成条件有关。
刚玉
刚玉百科名片刚玉刚玉(CorundumКорунд)，名称源于印度，系矿物学名称，主要成分是Al2O3。
刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。
刚玉硬度仅次于金刚石.主要用于高级研磨材料.手表和精密机械的轴承材料，色彩绚丽的晶体作为宝石.作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。
红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，除星光效应外，只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。
红色的称为红宝石，而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。
目录简介文化赏析红宝石蓝宝石星光红、蓝宝石成因形成于地幔的高温高压条件，随岩浆喷出地表形成于接触变质作用出产缅甸泰国斯里兰卡柬埔寨拜林喀什米尔澳大利亚中国著名珍品圣·爱德华蓝宝石斯图尔特蓝宝石丛林（The Jungle）蓝宝石印度之星（Star of India）蓝宝石雕刻品亚洲之星（Star of Asia）Rosser Reeves 星光红宝石卡兰之星星光红宝石红宝石拖鞋Logan 蓝宝石拍卖品刻面蓝宝石星光红宝石红宝石套链项链星光蓝宝石胸针加工贸易中心：基本特征化学成份晶体形态颜色光泽及透明度折射率双折率多色性发光性硬度比重熔点品种颜色特殊光学效应质量评价颜色纯净度定向类型比例粒度合成及鉴别焰熔法合成品助熔剂法合成品水热法合成品优化处理及鉴别染色处理充填处理热处理表面扩散处理典故文化赏析红宝石蓝宝石星光红、蓝宝石成因形成于地幔的高温高压条件，随岩浆喷出地表形成于接触变质作用出产缅甸泰国斯里兰卡柬埔寨拜林喀什米尔澳大利亚中国著名珍品圣·爱德华蓝宝石斯图尔特蓝宝石丛林（The Jungle）蓝宝石印度之星（Star of India）蓝宝石雕刻品亚洲之星（Star of Asia）Rosser Reeves 星光红宝石卡兰之星星光红宝石红宝石拖鞋Logan 蓝宝石拍卖品刻面蓝宝石星光红宝石红宝石套链项链星光蓝宝石胸针加工贸易中心：基本特征化学成份晶体形态颜色光泽及透明度折射率双折率多色性发光性比重熔点品种颜色特殊光学效应质量评价颜色纯净度定向类型比例粒度合成及鉴别焰熔法合成品助熔剂法合成品水热法合成品优化处理及鉴别染色处理充填处理热处理表面扩散处理典故展开编辑本段简介刚玉(Corundum)名称源于印度，系矿物学名称，宝石学上具备宝石条件的称红宝石(Ruby)、蓝宝石(Sapphire)。
人造刚玉成分
人造刚玉成分人造刚玉是一种人工合成的具有高硬度和高熔点的材料，其成分主要由氧化铝（Al2O3）组成。
它是一种无色透明的晶体，常用于制造高硬度工具和磨料。
人造刚玉的制备过程中，通常使用高纯度的铝酸盐作为原料，在高温高压条件下进行合成反应。
首先，将铝酸盐和适量的助熔剂放入高温炉中，并施加高压。
随着温度的升高，反应开始进行。
在高温下，铝酸盐分解，释放出氧气离子和铝离子。
这些离子在高压下重新排列，形成人造刚玉的晶体结构。
制备过程中的高温和高压条件有助于加快晶体的生长速度，并提高材料的质量。
人造刚玉的主要成分是氧化铝，它具有坚硬、耐磨、抗腐蚀等优良的物理和化学性质。
人造刚玉的硬度仅次于金刚石，属于硬度较高的材料之一。
这使得它在工业领域有着广泛的应用。
人造刚玉常用于制造切割工具、研磨工具和抛光工具等。
由于其硬度高，可以有效地切割和磨削各种材料，如金属、陶瓷和玻璃等。
此外，人造刚玉还可用作磨料，用于磨削和抛光材料表面，使其达到光滑和亮度。
除了氧化铝，人造刚玉的成分中可能还包含少量的杂质。
这些杂质可以影响人造刚玉的性能和颜色。
例如，添加少量的氧化铬可以使人造刚玉呈现出红色或粉红色。
添加氧化铁可以使其呈现出黄色或棕色。
这些不同的颜色使人造刚玉可以用于珠宝制品的制造，如吊坠、戒指和耳环等。
人造刚玉的成分和制备过程决定了其物理和化学性质。
它具有高熔点、高硬度、抗腐蚀和耐磨等特点，使其在工业领域有着广泛的应用。
然而，人造刚玉也有一些局限性，如其脆性较大，易于产生裂纹。
因此，在使用时需要注意避免过大的冲击力和剧烈的温度变化。
人造刚玉是一种由氧化铝为主要成分的人工合成材料。
其硬度高、耐磨、抗腐蚀等特点使其在工业领域有着广泛的应用。
人造刚玉的成分和制备过程决定了它的性质和用途。
通过不同的添加剂和制备条件，可以获得不同颜色和性能的人造刚玉。
然而，人造刚玉也有其局限性，需要在使用时注意其脆性和避免剧烈的力和温度变化。
[常识]各类矿物的晶体形状
![[常识]各类矿物的晶体形状](https://img.taocdn.com/s3/m/9921342430126edb6f1aff00bed5b9f3f90f726e.png)
各种矿物的晶体形态1、黄铁矿(pyrite) FeS2点群 m3晶形：常见立方体、五角十二面体及其聚形。
晶面上常见平行{100}和{210}的聚形纹。
浅铜黄色，条痕绿黑色，金属光泽，无解理，硬度较大：6-6.5它是制造硫酸和硫磺的主要原料。
是NaCl型结构的衍生结构总之：黄铁矿：结构（了解，并解释硬度和解理）雄黄（realgar) As4S4形态：柱状、短柱状或针状，柱面有纵纹。
常以粒状、土状产出。
环状分子型结构：2/m橘红色，金刚光泽，透明-半透明。
平行{010}完全解理。
硬度1.5-2。
总之：雄黄：结构（了解，并解释物性）化学式：As4S4颜色雌黄（Orpiment) As2S3柠檬黄色，油脂-金刚光泽，解理面珍珠光泽，平行{010}极完全解理，硬度1.5-2。
形态：板状、短柱状，晶面常弯曲，柱面有纵纹。
集合体呈片状、梳状、放射状和土状等。
层状结构：2/m雌黄：结构（了解，并解释物性）化学式：As2S3颜色、方铅矿（ Galena) PbSNaCl型结构，典型的立方面心格子，化学键为离子键-金属键过渡型。
形态：高温呈立方体，低温呈八面体，集合体呈粒状。
结构：m3m铅灰色，条痕黑色，金属光泽。
{100}三组完全解理。
硬度2－3。
相对密度7.4-7.6。
总之：方铅矿：结构（掌握，并解释物性）化学式：PbS解理（组数、方向、产生原因）5、闪锌矿（ sphalerite) ZnS结构：4 3mZnS型结构多为粒状集合体。
单晶体高温为四面体，中低温为菱形十二面体。
四面体晶面上常见三角形蚀象，常呈正、负四面体的聚形及聚形纹。
颜色由无色到浅黄、棕褐至黑色，随成分中含Fe量的增加而变深。
松脂光泽至半金属光泽；透明至半透明。
具平行{110}的六组完全解理。
硬度3.5－4。
相对密度3.9-4.2,不导电总之：闪锌矿：晶形化学式：ZnS解理（组数、方向、产生原因）辰砂（ cinnabar) HgS结构：三方晶系，点群：32链状结构（变形的NaCl型结构形态：单晶常呈菱面体{1011}、平行{0001}厚板状或平行c轴延伸的柱状。
化合物的晶体结构
实验6化合物的晶体结构一、实验目的：巩固化合物晶体结构知识。
二、实验内容：典型的化合物的晶体结构有：1. NaCI型结构NaCI晶体结构是如图6-1所示的立方面心格子，属立方晶系Fm3m空间群，a^O.5628nm。
阴离子按立方最紧密方式堆积，阳离子充填于全部的八面体空隙中，阴、阳离子的配位数都是6属于NaCI型晶体结构的晶体有很多，列于表6-1中。
表6-1 NaCI型结构的晶体（A ）立方面心格子（B ）晶胞 （C ）晶胞绘制图图6-1氯化钠晶体结构2. CsCl 型结构CsCl 晶体结构是立方原始格子（图6-2）,属立方晶系Pm3m空间群，a °=0.411 nm 。
Cl -处于立方原始格子的八个角顶上， Cs +位于立方体中心，阴、阳离子的配位数都是&属于CsCl 型晶体结构的晶体有 CsBr 、Csl 、TICI 、NH 4CI 。
3. 纤锌矿C-ZnS ）型结构纤锌矿（： -ZnS ）的晶体结构属立方晶系 P6s mc 空间群， a b =0.382nm ， c °=0.625nm ，Z=2。
在纤锌矿结构中 （图 6-3）， S2图6-2 CsCl 晶体结构 图6-3纤锌矿晶体结构按六方紧密堆积排列，Zn2+充填于1/2的四面体空隙中，阴、阳离子的配位数都是4。
属于纤锌矿C-ZnS）型晶体结构的晶体有BeO、ZnO和AIN4. 闪锌矿C -Z nS）型结构闪锌矿C -ZnS）的晶体结构属立方晶系F43m空间群，a o=0.540nm，Z=4。
如图6-4所示的闪锌矿结构是立方面心格子，S2-位于立方面心的结点位置，Zn2+交错地分布于立方体内的1/8小立方体的中心，阴、阳离子的配位数都是4。
如果将S2-看成是作立方最紧密堆积，则Zn2+充填于1/2的四面体空隙中。
属于闪锌矿C-ZnS）型晶体结构的晶体有亠SiC、GaAs、AIP 和In Sb。
图6-4闪锌矿的晶体结构5. CaF2型结构萤石的晶体结构如图6-5所示，属立方晶系Fm3m空间群，a0=0.545nm，Z=4。
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1. 1 菱面体晶胞
如图1 所示, 菱面体的边 长为5. 12 Å , 其平面角为 55°17‘每个晶胞包含2 个 分子, 即10 个离子。
图1 刚玉晶体的菱面体晶胞
1. 1 菱面体晶胞
严格地说, 离子晶体不存在 分子基元。通常,为了便于 理解, 将菱面体8 个顶角及 中心均置有一个Al2O3 分子, 而中心的分子对于顶角的 Al2O3 来说, 转过了180°。 Al2O3 分子的构造见图2。 CN+=6 CN-=4
1.2 选题的目的及意义 1. 六方晶胞
右图给出了Al3+ 离子分布的3 种形式。Al3+ 离子在O2- 离 子的八面体空隙中, 只有按 AlD, AlE,AlF ,,这样的次序 排列才满足Al3+ 离子之间的 距离最远的条件。
1.2 选题的目的及意义 1. 六方晶胞
现在, 按O2- 离子紧 密堆积和Al3+离子排列的 次序来看, 在六方晶胞中 应该排几层才能重复。设 按六方紧密堆积排列的O2离子分别为OA( 表示第一 层) ,OB( 表示第二层) , 则A-Al2O3 中氧与铝的排 列次序可写成 OAAlDOBAlEOAAlFOBAlDOAAlEO BAlFOAAlD 从排列次序看, 只有 当排列第13 层时才出 刚玉的六方晶胞示意图
1.2 选题的目的及意义 1. 六方晶胞
Al3+ 填充于2/ 3 的八面体 间隙, 使化学式成为Al2O3。由 于只填充了2/ 3的间隙, 其余 的1/ 3间隙是空着的。因此, Al3+ 离子的分布必须有一定的 规律, 其原则就是在同一层及 层与层之间, Al3+ 离子之间的 距离应保持最远,否则, 由于 Al3+ 离子位置的分布不当, 出 现过多的Al-O 八面体共面的情 况, 将对结构的稳定性不利
A2X3型晶体结构
演讲人：黄红键
课程名称：无机材料的结构与性能
A2X3型晶体结构
刚玉型结构的化合物还有-Fe2O3，Cr2O3，V2O3等 氧化物以及钛铁矿型化合物FeTiO3，MgTiO3，PbTiO3， MnTiO3等。 刚玉硬度非常大，为莫氏硬度9级，熔点高达 2050℃，这与Al-O键的牢固性有关。-Al2O3是高绝 缘无线电陶瓷和高温耐火材料中的主要矿物。刚玉质 耐火材料对PbO2，B2O3含量高的玻璃具有良好的抗腐 蚀性能。 Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种， 主要有3种晶型，即α -Al2O3、β -Al2O3、γ -Al2O3。 其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几 乎完全转化为α -Al2O3，在自然界中只存在α -Al2O3 的晶体, 如天然刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物, 因此, α -Al2O3 的晶体结构也叫做刚玉晶体结构。 α -Al2O3 的晶体结构为三方晶系, 可取简单的 菱面体晶胞, 而菱形晶系可以转换成六方晶系, 因此 也可取为六方晶胞。
图2 氧化铝的分子构造
1. 1 菱面体晶胞
如果将刚玉晶体的结构作层次 分析, 则可看到氧离子O2( 图3 中白圈代表O2- ) 排列 在一个平面上。而菱形晶系可 以转换成六方晶系。
图3 刚玉结构示意图
1.2 选题的目的及意义 1. 六方晶胞
如图4 所示, 其中a= 4. 75 Å , c= 12. 97 Å, c/ a= 2. 73。 α-Al2O3 的结构可以看成O2- 离 子按六方紧密堆积排列, 即 ABAB ,二层重复型。但需要重 复几层呢？取决于Al3+的排列 方式
1. 选题的目的及意义 Pauling 规则
鲍林第三规则 多面体共顶、共棱、共面规则，其内容是：“在一 个配位结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这 个结构的稳定性。其中高电价，低配位的正离子的这种 效应更为明显”。 假设两个四面体共顶连接时中心距离为1，则共棱、 共面时各为0.58和0.33。若是八面体，则各为1，0.71 和0.58。两个配位多面体连接时，随着共用顶点数目的 增加，中心阳离子之间距离缩短，库仑斥力增大，结构 稳定性降低。