第1页，共16页，星期日，2025年，2月5日二)陶瓷的晶体结构1）键(1)离子键f=f(r)结构严紧(2)共价键f=f(r,??)结构疏松,电子轨道种类决定堆积形状,SP2(三角形),SP3(四面体)(3)金属键(电子键)(4)氢键(小的氢核被相邻分子的并不共有的电子吸引)(5)范德华力(物理键)第2页，共16页，星期日，2025年，2月5日离子晶体（NaCl）金属氢键晶体（硼酸）共价键晶体（锑化銦）分子晶体（固态氩）混合键晶体（石墨）各种晶体类型示意图H3BO3第3页，共16页，星期日，2025年，2月5日晶体类型离子晶体共价晶体金属晶体分子晶体结构特征正负离子相间最密堆积，离子键，键能较高约800kJ/mol共价键结合，有方向性和饱和性，键能约80kJ/mol金属键结合，无方向性，配位数高，键能约80kJ/mol范得华力结合，键能低，约8-40kJ/mol例NaCl,CaO,Al2O3Si,SiO2,sicNa,Cu,WC,Ar,H2,CO热学性质熔点高熔点高热传导性良好熔点低，热膨胀率高力学性质强度高，硬度高，质地脆强度和硬度由中到高，质地脆具有各种强度和硬度，压延性好强度低，可压缩，硬度低电学性质低温下绝缘，某些晶体有离子导电，熔体导电绝缘体或半导体，熔体不导电固体和熔体均为良导体固体和熔体均为绝缘体光学性质多为无色透明，折射率较高透明晶体具有高折射率不透明，高反、折射率呈现组成分子的性质第4页，共16页，星期日，2025年，2月5日1．NaCl(岩盐，Rocksalt)型结构从配位多面体看，Cl-离子形成一套面心立方晶格，而Na+离子是充填在Cl-离子面心立方晶格的所有八面体空隙之内。按照鲍林第一规则，正负离子半径比rc/ra应该在0.414-0.732之间。由于面心立方密堆积结构中，八面体空隙与原子之比是1：1，因此该结构的化合物具有理想的化学计量比MX。许多AB型的化合物，包括许多陶瓷材料如MgO,CaO,NiO,CoO,MnO和PbO等都形成该结构。第5页，共16页，星期日，2025年，2月5日2闪锌矿（立方ZnS）结构若干氧化物和硫化物如ZnO,ZnS,BeO,阳离子较小,采取4配位而趋向形成该结构；另一些共价化合物如SiC,BN和GaAs也是该类型结构。2价的阳离子仅仅充填面心立方晶格中一半的四面体空隙,且是占据由四面体空隙组成的立方体的对顶位置，以使阳离子分隔距离最大。SZn????第6页，共16页，星期日，2025年，2月5日立方ZnS金刚石结构????金刚石结构如果在立方ZnS结构中所有的原子都是等同的，则就是金刚石（C）的结构。同样，半导体材料Si和Ge也是这类型的结构。这三个元素都是采取sp3杂化轨道形成共价键第7页，共16页，星期日，2025年，2月5日3萤石（CaF2）型结构AB2型化合物，rc/ra0.732（0.85）配位数：8：4Ca2+作立方紧密堆积，F-填入全部四面体空隙中。注意：所有八面体空隙都未被占据。萤石型结构的氧化物在结构陶瓷和功能陶瓷方面具有重要的技术应用。如CeO2、ZrO2、UO2等。萤石结构的衍生结构如焦绿石（通式A2B2O7,Gd2Ti2O7）。Ca2+第8页，共16页，星期日，2025年，2月5日反萤石型(A2B)结构反萤石型结构中，由阴离子如氧离子O2-作面心立方紧密堆积，阳离子占据所有四面体空隙。面心立方晶格中，四面体空隙数是晶格原子或离子数的2倍。因此形成反萤石结构的化合物的化学计量比为A2B例如：Li2O、Na2O、K2O以及K2S等第9页，共16页，星期日，2025年，2月5日氧化锆多形体的结构具有萤石型结构的ZrO2是立方相，其还有四方相和单斜相。它们之间发生多晶转变（位移式转变），对称性不同，但配位数未变。（立方）（四方）（单斜）ZrO第10页，共16页，星期日，2025年，2月5日金红石结构4金红石型结构也是AB2型四方晶系，简单四方格子阴离子O2-作紧密堆积，阳离子Ti4+填入1/2的八面体空隙中,rc/ra=0.44(0.414-0.732)配位数：6：3,折射指数高，各向异性显著同型结构化合物有GeO2、SnO2、Pb