Motive pentru duritatea mare a spinelului

 

Structura cristalină a spinelului este un sistem de cristal pătrat, iar fiecare celulă spinelului conține opt oxizi cubi și un oxid octaedric. Oxidul octaedric are un diametru mai mare decât oxidul cubic, rezultând un volum celular mai mare decât alte cristale.

Creșterea volumului celulei face ca distanța dintre atomii spinelului să fie mai mare și legăturile chimice mai relaxate, ceea ce face ca spinelul să aibă o duritate mai mare.

În același timp, spinelul prezintă un grad ridicat de simetrie în punctele rețelei, iar structura cristalină este foarte stabilă și nu este predispusă la deformare sau deformare, ceea ce este, de asemenea, favorabil durității spinelului.

Structură legată

Spinelul are o forță de legătură foarte puternică, iar structura sa de legătură este o structură mixtă de coordonare tetraedrică și octaedrică, lungimea laturii tetraedrice este de 0,5 nm, iar diametrul octaedrului este de 1 nm.

Deoarece oxidul octaedric are un diametru mai mare decât oxidul tetraedric, poate forma legături de coordonare mai puternice cu atomii de oxigen din jur, amplificând astfel forța de legătură.

În plus, forța de legătură în spinel este, de asemenea, afectată de acțiunea dublă a legăturii chimice și a legăturii ionice, în care norul de electroni se suprapune pentru a forma o interacțiune puternică, în timp ce legătura ionică poate forma o structură cristalină mai stabilă prin aranjamentul eșalonat al aceiași ioni.

Compoziție chimică

Duritatea spinelului este, de asemenea, afectată de compoziția chimică, în general, majoritatea spinelului conține aluminiu, iar fierul va reduce duritatea spinelului, rezultând o creștere a fragilității.

În plus, există și alte elemente metalice în spinel, precum cuprul, zincul, magneziul etc., adăugarea acestora poate forma un hibrid, crescând stabilitatea și duritatea spinelului.

Desigur, diferite compoziții chimice afectează și culoarea, indicele de refracție și alte proprietăți ale spinelului, care nu se vor repeta aici.

Defectele cristalului sunt cauzate de faptul că atomii din celulele spinelului nu pot fi umpluți complet. Aceste defecte sunt activate pe suprafața cristalului sau în sistemul fonon, ceea ce poate face ca structura sa atomică să fie afectată de distorsiuni, deformare, dislocare etc., rezultând o structură cristalină mai complexă a spinelului și o duritate crescută.

Defectele cristalelor comune ale spinelului, cum ar fi vacanța aerobă, interferența fierului, defectul matricei de oxigen și deteriorarea de neechilibru, au un anumit efect asupra creșterii durității spinelului.

Stare de stres

Starea de tensiune se referă la efectul stării de tensiune, rezistenței și direcției asupra proprietăților mecanice ale materialului.

Când se aplică presiune pe suprafața sau suprafața de contact a materialului, rezistența și direcția structurii cristaline a spinelului se vor schimba, făcând suprafața sa mai dură, crescând astfel duritatea spinelului.

În plus, în procesul de prelucrare sau gravare chimică, starea de stres a suprafeței cristalului de spinel se va schimba, de asemenea, făcând suprafața mai densă și crescând duritatea spinelului.

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED