Redenen voor de hoge hardheid van Spinel
De kristalstructuur van spinel is een vierkant kristalsysteem en elke spinelcel bevat acht kubieke oxiden en één octaëdrische oxide. Het octaëdrische oxide heeft een grotere diameter dan het kubieke oxide, wat resulteert in een groter celvolume dan andere kristallen.
De toename van het volume van de cel maakt de afstand tussen de atomen van spinel groter en de chemische bindingen meer ontspannen, waardoor spinel een hogere hardheid heeft.
Tegelijkertijd vertoont spinel een hoge mate van symmetrie in de roosterpunten en is de kristalstructuur zeer stabiel en niet vatbaar voor vervorming of kromtrekken, wat ook bevorderlijk is voor de hardheid van spinel.
Gebonden structuur
Spinel heeft een zeer sterke bindingskracht en de bindingsstructuur is een gemengde structuur van tetraëdrische en octaëdrische coördinatie, de lengte van de tetraëdrische zijde is 0.5 nm en de diameter van de octaëder is 1 nm.
Omdat het octaëdrische oxide een grotere diameter heeft dan het tetraëdrische oxide, kan het sterkere coördinatiebindingen vormen met de omringende zuurstofatomen, waardoor de bindingskracht wordt versterkt.
Bovendien wordt de bindingskracht in spinel ook beïnvloed door de dubbele werking van chemische binding en ionische binding, waarbij de elektronenwolk elkaar overlapt om een sterke interactie te vormen, terwijl ionische binding een stabielere kristalstructuur kan vormen door de verspringende opstelling van de elektronenwolk. dezelfde ionen.
Chemische samenstelling
De hardheid van spinel wordt ook beïnvloed door de chemische samenstelling. Over het algemeen bevat de meeste spinel aluminium en ijzer zal de hardheid van spinel verminderen, wat resulteert in een toename van de brosheid.
Bovendien zitten er nog andere metaalelementen in spinel, zoals koper, zink, magnesium, enz., Hun toevoeging kan een hybride vormen, waardoor de stabiliteit en hardheid van spinel toenemen.
Uiteraard hebben verschillende chemische samenstellingen ook invloed op de kleur, brekingsindex en andere eigenschappen van spinel, wat hier niet wordt herhaald.
Kristaldefecten worden veroorzaakt doordat de atomen in spinelcellen niet volledig gevuld kunnen worden. Deze defecten worden geactiveerd op het kristaloppervlak of in het fononsysteem, waardoor de atomaire structuur ervan kan worden beïnvloed door vervorming, kromtrekken, dislocatie, enz., wat resulteert in een complexere kristalstructuur van spinel en een grotere hardheid.
De veel voorkomende kristaldefecten in spinel, zoals aerobe leegstand, ijzerinterferentie, zuurstofmatrixdefect en niet-evenwichtsschade, hebben een zeker effect op de toename van de spinelhardheid.
Stress staat
Spanningstoestand verwijst naar het effect van spanningstoestand, sterkte en richting op de mechanische eigenschappen van het materiaal.
Wanneer er druk wordt uitgeoefend op het oppervlak of contactoppervlak van het materiaal, zullen de sterkte en richting van de kristalstructuur van spinel veranderen, waardoor het oppervlak harder wordt, waardoor de hardheid van spinel toeneemt.
Bovendien zal tijdens het machinaal bewerken of chemisch etsen ook de spanningstoestand van het oppervlak van het spinelkristal veranderen, waardoor het oppervlak dichter wordt en de hardheid van de spinel toeneemt.
JIYGO VUURSTERK EN SCHUREND LIMITED