Lý do cho độ cứng cao của Spinel

 

Cấu trúc tinh thể của Spinel là một hệ tinh thể hình vuông, mỗi tế bào Spinel chứa 8 ôxit khối và một ôxit bát diện. Oxit bát diện có đường kính lớn hơn oxit khối, dẫn đến thể tích tế bào lớn hơn các tinh thể khác.

Thể tích của tế bào tăng lên làm cho khoảng cách giữa các nguyên tử của Spinel lớn hơn và các liên kết hóa học trở nên lỏng lẻo hơn khiến cho Spinel có độ cứng cao hơn.

Đồng thời, Spinel thể hiện tính đối xứng cao ở các điểm mạng tinh thể, cấu trúc tinh thể rất ổn định, không dễ bị biến dạng hay cong vênh, điều này cũng có lợi cho độ cứng của Spinel.

Cấu trúc liên kết

Spinel có lực liên kết rất mạnh và cấu trúc liên kết của nó là cấu trúc hỗn hợp của sự phối hợp tứ diện và bát diện, chiều dài cạnh tứ diện là 0,5 nm và đường kính của khối bát diện là 1 nm.

Vì oxit bát diện có đường kính lớn hơn oxit tứ diện nên nó có thể hình thành liên kết phối hợp mạnh hơn với các nguyên tử oxy xung quanh, do đó khuếch đại lực liên kết.

Ngoài ra, lực liên kết trong Spinel còn bị ảnh hưởng bởi tác động kép của liên kết hóa học và liên kết ion, trong đó đám mây điện tử chồng lên nhau tạo thành tương tác mạnh, trong khi liên kết ion có thể tạo thành cấu trúc tinh thể ổn định hơn thông qua sự sắp xếp so le của các liên kết. các ion giống nhau.

Thành phần hóa học

Độ cứng của Spinel còn bị ảnh hưởng bởi thành phần hóa học, nhìn chung hầu hết Spinel đều chứa nhôm, sắt sẽ làm giảm độ cứng của Spinel dẫn đến độ giòn tăng lên.

Ngoài ra, trong Spinel còn có các nguyên tố kim loại khác như đồng, kẽm, magie,… khi bổ sung chúng có thể tạo thành dạng lai, làm tăng độ ổn định và độ cứng của Spinel.

Tất nhiên, các thành phần hóa học khác nhau cũng ảnh hưởng đến màu sắc, chỉ số khúc xạ và các tính chất khác của Spinel, điều này sẽ không được nhắc lại ở đây.

Các khiếm khuyết về tinh thể là do các nguyên tử trong tế bào Spinel không thể được lấp đầy hoàn toàn. Những khiếm khuyết này được kích hoạt trên bề mặt tinh thể hoặc trong hệ thống phonon, có thể làm cho cấu trúc nguyên tử của nó bị ảnh hưởng bởi sự biến dạng, cong vênh, lệch vị trí, v.v., dẫn đến cấu trúc tinh thể của Spinel phức tạp hơn và độ cứng tăng lên.

Các khiếm khuyết tinh thể phổ biến trong Spinel, chẳng hạn như chỗ trống hiếu khí, nhiễu sắt, khiếm khuyết ma trận oxy và hư hỏng không cân bằng, có ảnh hưởng nhất định đến việc tăng độ cứng của Spinel.

Trạng thái căng thẳng

Trạng thái ứng suất đề cập đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất, cường độ và hướng đến các tính chất cơ học của vật liệu.

Khi tác dụng lực lên bề mặt hoặc bề mặt tiếp xúc của vật liệu, độ bền và hướng của cấu trúc tinh thể của Spinel sẽ thay đổi, làm cho bề mặt của nó cứng hơn, từ đó làm tăng độ cứng của Spinel.

Ngoài ra, trong quá trình gia công hoặc khắc hóa học, trạng thái ứng suất trên bề mặt tinh thể Spinel cũng sẽ thay đổi khiến bề mặt trở nên đặc hơn và tăng độ cứng của Spinel.

 

 

 

 

 

 

 

 

CÔNG TY TNHH NHÁM MÁT & NHIỆM VẬT LIỆU JIYGO