第3章材料科学基础ppt课件.ppt

《第3章材料科学基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章陶瓷的晶体结构§3.1离子（陶瓷）晶体中正、负离子的堆积方式一、陶瓷材料主要是离子化合物（部分兼有共价键）。典型的离子化合物应该是强正电性元素（如金属）和强负电元素（如氧、硫、卤素元素等）形成的化合物。二、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2.正、负离子的相对大小配位数：一个正离子周围的最邻近的负离子数。材料科学基础离子晶体中稳定和不稳定的配位图形稳定稳定不稳定材料科学基础材料科学基础要求:无机材料典型的晶体结构类型晶胞分析和描述——晶系、基本格子、等同点分析、正负离

2、子配位数（CN）、晶胞分子数z、质点坐标、四面体和八面体空隙数量、位置及被占据情况同晶型典型物质及特性熟记几个典型晶体结构图§3.2氧化物的晶体结构2.AB2型化合物结构1)萤石（CaF2）型结构2）金红石（TiO2）型结构3.ABO3型化合物结构钙钛矿型（CaTiO3）结构4.AB2O4型结构尖晶石结构反型尖晶石结构1.AB型化合物结构1）NaCl型结构2）CsCl型结构3）闪锌矿（立方ZnS）型结构4）纤锌矿（六方ZnS）型结构材料科学基础矿物名称：石盐。材料科学基础一、NaCI型结构材料科学基础

3、图3-1NaCl晶体结构---Na+离子位于面心格子的结点位置上，CI—离子也位于另一套这样的格子上，后一个格子与前一个格子相距1/2晶棱的位移。结构描述：（1）立方晶系，a＝0.563nm，Z＝4（2）Na+CI—离子键，NaCI为离子晶体.（3）CN+＝CN-＝6（4）---CI—离子按立方最紧密堆积方式堆积，Na+离子充填于全部八面体空隙。---Na+离子的配位数是6，构成Na--CI八面体。NaCI结构是由Na--CI八面体以共棱的方式相连而成材料科学基础二、CsCl型结构立方晶系Pm3m空间群

4、，a0＝0.411nm，Z＝1，立方原始格子，Cl-处于立方原始格子的八个角顶上，Cs＋位于立方体中心（立方体空隙），Cl-和Cs+的CN均为8。离子坐标：Cs+—½½½；Cl-—000属于CsCl型结构的晶体：CsBr、CsI、NH4Cl等材料科学基础化学式：CaF2材料科学基础三、萤石型结构晶体结构：立方晶系，a＝0.545nm，Z＝4材料科学基础空间格子：Ca2＋位于立方面心的结点位置，F－位于立方体内八个小立方体的中心，即Ca2＋按立方紧密堆积的方式排列，F－充填于全部四面体空隙中。配位数：CN

5、＋＝8；CN－＝4多面体：简单立方体连接形式：〔CaF8〕之间以共棱形式连接晶胞组成：Ca2＋＝8×1/8＋6×1/2＝4；F－＝4＋4＝8性质：八面体空隙全部空着—空洞—负离子扩散属于萤石结构的晶体有：BaF2；PbF2；CeO2；ThO2；UO2；低温ZrO2（扭曲、变形）材料科学基础反萤石结构晶体结构：其结构与萤石完全相同，只是阴阳离子的位置完全互换，即阳离子占据的是F－的位置，阴离子占据的是Ca2＋的位置配位数：CN＋＝4；CN－＝8晶胞组成：阴离子＝8×1/8＋6×1/2＝4阳离子＝4＋4＝8

6、属于反萤石结构的晶体有：Li2O；Na2O；K2O等材料科学基础化学式：β－ZnS材料科学基础四、闪锌矿型结构晶体结构：立方晶系，a＝0.540nm；Z＝4空间格子：立方面心格子，S2－离子呈立方最紧密堆积，位于立方面心的结点位置，Zn2＋离子交错地分布于1/8小立方体的中心，即1/2的四面体空隙中。结构投影图：（俯视图）用标高来表示，0－底面；25－1/4；50－1/2；75－3/4。（0－100；25－125；50－150是等效的）配位数：CN＋＝CN－＝4；极性共价键，配位型共价晶体。配位多面体：

7、〔ZnS4〕四面体，在空间以共顶方式相连接属于闪锌矿型结构晶体有：β－SiC；GaAs；AlP；InSb等。材料科学基础化学式：α－ZnS晶体结构：六方晶系；a＝0.382nm；c＝0.625nm；Z＝2材料科学基础五、纤锌矿型结构质点坐标：S2－：000；2/31/31/2Zn2＋：00u；2/31/3（u－1/2）空间格子：S2－按六方紧密堆积排列Zn2＋充填于1/2的四面体空隙，形成六方格子。配位数：CN＋＝CN－＝4多面体：〔ZnS4〕四面体共顶连接键型：Zn、S为极性共价键属纤锌矿型结构的晶体

8、有：BeO；ZnO；AlN等。材料科学基础化学式：TiO2晶体结构：四方晶系，a＝0.459nm；c＝0.296nm；Z＝2材料科学基础六、金红石型结构格子类型：四方原始格子。Ti4＋位于结点位置，体心的属另一套格子。O2－处在一些特殊位置上，质点坐标：Ti4＋：000；1/21/21/2；O2－:uu0;(1-u)(1-u)0;(1/2+u)(1/2-u)1/2;(1/2-u)(1/2+u)1/2材料科学基础晶体结构：O2－可看成是变形六