陶瓷材料结构
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形成的陶瓷材料很硬很脆。 许多半导体化合物属于此 类结构。 属于闪锌矿型结构的陶瓷 材料有ZnS、高温下的 BeO等；
（4）纤维锌矿型结构：
属于简单六方空间点阵。
一种原子占据点阵结 点，另一种原子占据 四面体间隙的一半。 Zn、S原子的配位数 都为4。 属于这类结构的陶瓷 材料有BeO 、ZnO等。
（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）
（2）NaCl型
NaCl型的结构是： 负离子Cl-为面心立方 点阵；而正离子Na+位 于其晶胞和棱边的中 心(八面体间隙位置)。 其原子排列情况所示。 每个Na+周围有六个 Cl-，即配位数为6。
空心圆为Na+，实心圆为Cl-
（3） 闪锌矿型结构：
这类结构原子排列属于面心 立方空间点阵。 一种原子占据点阵结点， 另一种原子占据四面体间 隙的一半。该晶体结构基 本上为共价键，Zn、S原 子的配位数都为4。
由图可知只有当rc/rA 等于或大于某一（最 小）临界值后，某一给定的配位数结构才是 稳定的。 这个临界值就是当正离子与它周围的负离子 相切，而且这些负离子也彼此相切时，正、 负离子直径的半径比。 表３－２
以上关于临界离子半径比值的概念完全是从 几何角度考虑的，对于许多离子晶体很有效。 但也有例外情况，即配位数有时可大于离子 半径比值所允许的数值。 这是由于以上中把离子看成刚性球体。 而实际上正离子周围的负离子可以通过变形 使配位数增大，另外，化合物中具有方向性 的共价键也会起类似的作用。（举例说明书）
（以下分别介绍）
AX型陶瓷晶体
AX型陶瓷晶体是最简单的陶瓷化合物， 它们具有数量相等的金属原子和非金属原子。 它们可以是离子型化合物，如MgO，其中两 个电子从金属原子转移到非金属原子，而形 成阳离子（Mg2+）和阴离子（O2－）。 AX化合物也可以是共价型，价电子在 很大程度上是共用的。硫化锌（ZnS）是这 类化合物的一个例子。
AmXp型陶瓷晶体
（1）萤石（CaF2）型结 构与逆萤石型结构： 萤石（CaF2）型结构： 钙离子（Ca２+）位于 点阵的结点位置，氟 离子（Ｆ－）填满所有 四面体的间隙（八面 体全空） 如UO2可做核燃料， 而核裂变的产物可留 在这些空间处。
逆萤石型结构： 如果负离子位于点阵的结点位置，正离子填 满所有四面体的间隙（八面体全空），这样 结构中正、负离子的配置与正常的CaF2结 构刚好相反，因此，称为反CaF2结构（逆 萤石型结构）。 具有这种结构的氧化物有：Li2O，Na2O， K2O。
陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化
物、硅化物等。
2、常见陶瓷晶体类型
AX型陶瓷晶体 （1）CsCl型 （2）NaCl型 （3） ZnS闪锌矿型结构 （4）纤维锌矿型结构
AmXp型陶瓷晶体 （1）萤石（CaF2）型结构与逆萤石型结构 wenku.baidu.com（2）刚玉（Al2O3）结构
１、陶瓷晶体中正、负离子的堆积方式：
在离子（陶瓷）晶体中正、负离子的堆积方式 取决于以下两个因素： ①正负离子的电荷大小：晶体必须保持电中性, （所有正离子的正电荷应等于所有负离子的负 电荷） ②正负离子的相对大小： 由于正负离子的外层电子形成封闭的壳层，因 此可将离子简化为具有一定半径的刚性球体。
CsCl晶胞图： Cl-离子按简单立方结构排 列，正离子Cs+位于立方 体的间隙。由于正负离子 数相等，所以立方体的间 隙都是填满的。 致密度和晶格常数的计算： 配位数：8 所有立方体间隙都是添满 的 不是体心立方，是简单立 方的
Cl-
Cs+
陶瓷材料的成分是多种多样的，从简单的化合 物到由多种复杂的化合物构成的混合物。
在离子晶体中，一些原子失去最外层电子而 变成正离子，另一些原子则得到最外层电子 而成为负离子。因此，在离子晶体中，通常 正离子小于负离子，即： rc/rA <1 rc和rA分别代表正负离子的半径。
一些正负离子的半径,如表3-1所示
为了降低晶体的总能量，正、负离子趋于形 成尽可能紧密的堆积. 即：一个正离子趋于有尽可能多的负离子为 邻。一个正离子周围的最近邻负离子数称为 配位数。 因此，一个最稳定的结构应当有尽可能大的 配位数，而这个配位数又取决于正、负离子 的半径之比。 图３－１
第七节 陶瓷材料结构
陶瓷材料是 除金属和高 聚物以外的 无机非金属 材料通称。
对工程师来说，陶瓷包括种类繁多的物质， 例如玻璃、砖、石头、混凝土、磨料、搪瓷、 介电绝缘材料、非金属磁性材料、高温耐火 材料和许多其它材料。
主要由金属元素和非金属通过离子键或 兼有离子键和共价键的方式结合起来。
离子键
共价键
一、陶瓷材料的结构特点
陶瓷材料的显微组织由晶体相（1）、玻璃相（2） 和气相（3）组成，而且各相的相对量变化很 大，分布也不够均匀。
(一)、陶瓷晶体
晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷 材料物理化学性质的主要是晶相。
由于陶瓷材料中原子的键合方式主要是离 子键，故多数陶瓷的晶体结构可以看成是 由带电的离子而不是由原子组成。 由于陶瓷至少由两种元素组成,所以陶瓷 的晶体结构通常要比纯金属的晶体结构复 杂。
AX化合物的特征是：A和X原子或离子 是高度有序的，属于这类结构的有： （1）CsCl型 （2）NaCl型 （3） ZnS闪锌矿型 （4）纤维锌矿型
（以下分别介绍）
（1）CsCl型 这种化合物的结构见图3-2。A原子（或离 子）位于8个X原子的中心，X原子（或离子） 也处于8个A原子的中心。但应该注意的是， 这种结构并不是体心立方的。确切的说，它 是简单立方的，它相当于把简单立方的A原 子和X原子晶格相对平移a/2，到达彼此的 中心位置而形成。
（4）纤维锌矿型结构：
属于简单六方空间点阵。
一种原子占据点阵结 点，另一种原子占据 四面体间隙的一半。 Zn、S原子的配位数 都为4。 属于这类结构的陶瓷 材料有BeO 、ZnO等。
（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）
（2）NaCl型
NaCl型的结构是： 负离子Cl-为面心立方 点阵；而正离子Na+位 于其晶胞和棱边的中 心(八面体间隙位置)。 其原子排列情况所示。 每个Na+周围有六个 Cl-，即配位数为6。
空心圆为Na+，实心圆为Cl-
（3） 闪锌矿型结构：
这类结构原子排列属于面心 立方空间点阵。 一种原子占据点阵结点， 另一种原子占据四面体间 隙的一半。该晶体结构基 本上为共价键，Zn、S原 子的配位数都为4。
由图可知只有当rc/rA 等于或大于某一（最 小）临界值后，某一给定的配位数结构才是 稳定的。 这个临界值就是当正离子与它周围的负离子 相切，而且这些负离子也彼此相切时，正、 负离子直径的半径比。 表３－２
以上关于临界离子半径比值的概念完全是从 几何角度考虑的，对于许多离子晶体很有效。 但也有例外情况，即配位数有时可大于离子 半径比值所允许的数值。 这是由于以上中把离子看成刚性球体。 而实际上正离子周围的负离子可以通过变形 使配位数增大，另外，化合物中具有方向性 的共价键也会起类似的作用。（举例说明书）
（以下分别介绍）
AX型陶瓷晶体
AX型陶瓷晶体是最简单的陶瓷化合物， 它们具有数量相等的金属原子和非金属原子。 它们可以是离子型化合物，如MgO，其中两 个电子从金属原子转移到非金属原子，而形 成阳离子（Mg2+）和阴离子（O2－）。 AX化合物也可以是共价型，价电子在 很大程度上是共用的。硫化锌（ZnS）是这 类化合物的一个例子。
AmXp型陶瓷晶体
（1）萤石（CaF2）型结 构与逆萤石型结构： 萤石（CaF2）型结构： 钙离子（Ca２+）位于 点阵的结点位置，氟 离子（Ｆ－）填满所有 四面体的间隙（八面 体全空） 如UO2可做核燃料， 而核裂变的产物可留 在这些空间处。
逆萤石型结构： 如果负离子位于点阵的结点位置，正离子填 满所有四面体的间隙（八面体全空），这样 结构中正、负离子的配置与正常的CaF2结 构刚好相反，因此，称为反CaF2结构（逆 萤石型结构）。 具有这种结构的氧化物有：Li2O，Na2O， K2O。
陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化
物、硅化物等。
2、常见陶瓷晶体类型
AX型陶瓷晶体 （1）CsCl型 （2）NaCl型 （3） ZnS闪锌矿型结构 （4）纤维锌矿型结构
AmXp型陶瓷晶体 （1）萤石（CaF2）型结构与逆萤石型结构 wenku.baidu.com（2）刚玉（Al2O3）结构
１、陶瓷晶体中正、负离子的堆积方式：
在离子（陶瓷）晶体中正、负离子的堆积方式 取决于以下两个因素： ①正负离子的电荷大小：晶体必须保持电中性, （所有正离子的正电荷应等于所有负离子的负 电荷） ②正负离子的相对大小： 由于正负离子的外层电子形成封闭的壳层，因 此可将离子简化为具有一定半径的刚性球体。
CsCl晶胞图： Cl-离子按简单立方结构排 列，正离子Cs+位于立方 体的间隙。由于正负离子 数相等，所以立方体的间 隙都是填满的。 致密度和晶格常数的计算： 配位数：8 所有立方体间隙都是添满 的 不是体心立方，是简单立 方的
Cl-
Cs+
陶瓷材料的成分是多种多样的，从简单的化合 物到由多种复杂的化合物构成的混合物。
在离子晶体中，一些原子失去最外层电子而 变成正离子，另一些原子则得到最外层电子 而成为负离子。因此，在离子晶体中，通常 正离子小于负离子，即： rc/rA <1 rc和rA分别代表正负离子的半径。
一些正负离子的半径,如表3-1所示
为了降低晶体的总能量，正、负离子趋于形 成尽可能紧密的堆积. 即：一个正离子趋于有尽可能多的负离子为 邻。一个正离子周围的最近邻负离子数称为 配位数。 因此，一个最稳定的结构应当有尽可能大的 配位数，而这个配位数又取决于正、负离子 的半径之比。 图３－１
第七节 陶瓷材料结构
陶瓷材料是 除金属和高 聚物以外的 无机非金属 材料通称。
对工程师来说，陶瓷包括种类繁多的物质， 例如玻璃、砖、石头、混凝土、磨料、搪瓷、 介电绝缘材料、非金属磁性材料、高温耐火 材料和许多其它材料。
主要由金属元素和非金属通过离子键或 兼有离子键和共价键的方式结合起来。
离子键
共价键
一、陶瓷材料的结构特点
陶瓷材料的显微组织由晶体相（1）、玻璃相（2） 和气相（3）组成，而且各相的相对量变化很 大，分布也不够均匀。
(一)、陶瓷晶体
晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷 材料物理化学性质的主要是晶相。
由于陶瓷材料中原子的键合方式主要是离 子键，故多数陶瓷的晶体结构可以看成是 由带电的离子而不是由原子组成。 由于陶瓷至少由两种元素组成,所以陶瓷 的晶体结构通常要比纯金属的晶体结构复 杂。
AX化合物的特征是：A和X原子或离子 是高度有序的，属于这类结构的有： （1）CsCl型 （2）NaCl型 （3） ZnS闪锌矿型 （4）纤维锌矿型
（以下分别介绍）
（1）CsCl型 这种化合物的结构见图3-2。A原子（或离 子）位于8个X原子的中心，X原子（或离子） 也处于8个A原子的中心。但应该注意的是， 这种结构并不是体心立方的。确切的说，它 是简单立方的，它相当于把简单立方的A原 子和X原子晶格相对平移a/2，到达彼此的 中心位置而形成。