1第一章无机非金属材料的结构讲解.ppt

氯离子形成一套面心立方晶格，而钠离子是充填在氯离子面心立方晶格的所有八面体空隙之内。由于面心立方密堆积结构中，八面体空隙与原子之比是1：1，因此该结构的化合物具有理想的化学计量比MX。 许多AX型的化合物，包括许多陶瓷材料如MgO, CaO, NiO, CoO, MnO和PbO等都形成该结构。 岩盐型结构还是若干复杂层状化合物结构的一部分。 2． CsCl型结构 Cs+和Cl-各形成一套简单立方格子， 两套简单格子 交叠而成。 rc/ra: 1－0.732 配位数：8：8 ZnS是面心立方格子，S2—离子位于立方面心的节点位置，而Zn2+离子交错的分布于立方体中1/8小立方体的中心。Zn2+离子的配位数是4，S2—离子的配位数也是4。图（B）是投影图，相当于俯视图。图（C）则是按多面体连接方式表示的β-ZnS结构。它是由Zn-S四面体以共顶的方式相连而成。 3、闪锌矿（立方ZnS）结构 属于闪锌矿结构的晶体有β-SiC，GaAs，AlP，InSb S Zn ? ? ? ? 闪锌矿（立方ZnS）结构 4、萤石（CaF2）型结构 AX2型化合物， Ca2+作立方紧密堆积， F-填入全部四面体 空隙中。 注意：所有八面 体空隙都未被占据。 Ca2+ 产地:甘肃省肃北县 萤石（CaF2）型结构 萤石型结构的氧化物在结构陶瓷和功能陶瓷方面具有重要的技术应用。如CeO2、ZrO2、UO2等。 反萤石型(A2B)结构 反萤石型结构中，由 阴离子如氧离子O2-作 面心立方紧密堆积， 阳离子占据所有 四面体空隙。 形成反萤石结构的化合物的化学计量比为A2B 例如：Li2O、Na2O、K2O以及K2S、Li2Se、Na2Te等 CaTiO3晶胞 5、钙钛矿（CaTiO3）结构 ABO3型 配位多面体连接与Ca2+配位数 Ca ? Ti 取决温度、组成、掺杂等条件，钙钛矿结构呈现立方、四方、正交等结构形式。 钙钛矿结构中离子的位置 钙钛矿型结构的化合物包括具有重要技术应用的钛酸盐、锆酸盐以及其它形式的复合氧化物功能材料，如许多电子陶瓷、离子－电子混合导体材料都是钙钛矿型结构。 钙钛矿结构还是一些更为复杂结构材料中的部分结构单元，如层状超导材料、复合氧化物混合导体透氧膜材料的晶体结构中都有钙钛矿结构模块。 二、 硅酸盐晶体结构 绿宝石 蓝晶石 硅酸盐结构特点与分类 硅酸盐是数量极大的一类无机物。硅酸盐晶体可以按硅（铝）氧骨干的形式分成岛状结构、组群状结构、链状结构、层状结构和架状结构。它们都具有下列结构特点： 1）结构中Si4+之间没有直接的键，而是通过O2-连接起来的 2）结构是以硅氧四面体为结构的基础 3）每一个O2-只能连接2个硅氧四面体 4）硅氧四面体间只能共顶连接，而不能共棱和共面连接。 [SiO4]4- [Si2O7]6- [Si6O18]12- 结构中，离子的堆积与硅氧骨干的形式和阳离子性质有关： 在具有弧立[SiO4]四面体的硅酸盐结构中，离子常按紧 密和最紧密方式排列。 在具有环状硅氧四面体骨干的硅酸盐骨干中，环与环 之间作平行排列， “环柱”内孔隙大，“环柱”与“环柱” 之间排列比较松散。 在具有链型或层状硅氧四面体骨干的硅酸盐结构中， 骨干作平行排列，骨干与骨干之间多具较大孔隙。 在具有架型硅氧四面体骨干的硅酸盐结构中，离子不 作最紧密堆积，骨干间都具有巨大孔隙。 结论：在硅酸盐结构中，岛—链—层—架型结构，由简单到 复杂，硅氧四面体骨干由小到大，孔隙度由小到大。 孔隙大小一般均与团外阳离子半径相适应。 肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷 AgBr中的Frenkel缺陷 KCl中的Schottky缺陷 Br- Ag+ Cl- K+ 三、 晶体结构缺陷 刃位错和螺位错 具有刃位错的点阵图 具有螺位错的点阵图 Q是滑移面 由于剪应力的作用使晶体互相滑移，晶体中滑移部分的相交位错线是和滑移面方向平行的，因为位错线周围的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，古称为螺旋位错。 晶粒间界 晶粒间界 堆垛层错 用水泥、砖等盖的住宅 高楼大厦 以上图片说明这样一个事实，即在人类社会发展的过程中，大自然馈赠与人类的材料(如泥土、木材、石头等)，已远远不能满足人类社会发展的需求。为了人类自身发展的需要，人们总是在大自然的馈赠之外，用自己的聪明才智和勤劳的双手，不断地研制、创造着各种各样的新材料，以满足人类物质文明和科学技术不断发展的需要。 人类使用和制造材料有着悠久的历史，从制造出第一种材料——陶开始，发展到今天，材料的品种越来越多，琳琅满目的各种材料组成了一个庞大的材料家族。 一、材料的分类 (1)按化学组成和特性分 无机非金属材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 金属