尖晶石铁氧体的晶体结构以及基本特性.ppt

尖晶石铁氧体的晶体结构以及基本特性§2-1尖晶石铁氧体的晶体结构基本概念:铁氧体:包括铁族离子或其它过渡族金属离子及其他金属离子的氧化物(或硫化物)。天然尖晶石铁氧体:有Fe3+,O2-及其他金属离子结构与天然尖晶石(MgAl2O4)相同的氧化物----晶体;一般式:AB2O4----MeFe2O4晶体结构:①.晶体→晶胞:单晶、多晶②.非晶体:纳米晶铁氧体晶体结构分类:(1)尖晶石:AB2O4,主要有NiZn和MnZn。A:四面体位置;B:八面体位置。(2)磁铅石:MFe12O19,M2+:二价金属离子。主要有BaFe12O19和SrFe12O19(3)石榴石:R3Fe12O19,R3+:三价稀土金属离子Crystallinematerial:anizeinaperiodicarraySinglecrystal:rainsAmorphous:lacksasystematicatomicarrangementCrystallineAmorphous一、单位晶胞结构1、面心立方结构,以O2-为骨架构成面立方心,以[111]轴为密堆积方向,重复按ABC、ABC……,其它金属离子在O2-构成的空隙中。2、单位晶胞由8个小立方(子晶格)组成;共边离子分布相同,共面不同。每个小立方含有4个O2-,则48=32;O2-分布在对角线的1/4、3/4处,并在B离子对面(有B离子的子晶格)靠近A离子的那个位置。O2-间隙中嵌入A,B离子。3、由氧离子构成的空隙分两种:4个O2-构成四面体----A位;6个O2-构成八面体----B位4、单位晶胞中有A位64个,B位32个;实有A位8个,B位16个5、单位晶胞含有8个尖晶石铁氧体分子推导:A位:由每个小立方顶点O2-和对应相邻三个面心O2-组成,单位晶胞中88=64个A位B位:8个小立方中,6个O2-组成一个B间隙,每条棱边的2个顶点O2-和相邻4个面心O2-形成一个B间隙,因此单位晶胞8(1+121/4)=32个B位A、B位实有数:单位晶胞中有8个离子占据A位,(有四个小立方中心各占1个,即4×1+每个小立方对角顶点占4个8×4/8);16个占据B位(有四个小立方的体对角线的3/4处个占1个,即4×4),32个O2-;8(AB2O4)------尖晶石晶胞的部分结构示意图A位置金属离子B位置金属离子O2-位置氧离子密堆积中的A,B位置O2-A位金属离子B位金属离子A位四面体B位八面体二、点阵常数a及氧参数u点阵常数:单位晶胞(8个子晶格)的棱边长;尖晶石结构:a=4ro(氧离子半径);ro=Å。理论:a=Å;实际:a=~Å注:点阵常数为判定物相的一个重要参数,可通过X射线衍射测a值。点阵常数还可用作求尖晶石理论密度:d=8M/Noa3(M:分子量;N0:阿佛加德罗常数):O2-离它最近子晶格面的距离,单位为a,用u表示;它是描写尖晶石铁氧体中O2-真实位置的一个参数。理论时:µ=;实际:µ=~