Spineļa augstās cietības iemesli
Spineļa kristāla struktūra ir kvadrātveida kristālu sistēma, un katra spineļa šūna satur astoņus kubiskos oksīdus un vienu oktaedrālu oksīdu. Oktaedrālajam oksīdam ir lielāks diametrs nekā kubiskajam oksīdam, kā rezultātā šūnas tilpums ir lielāks nekā citiem kristāliem.
Šūnas tilpuma palielināšanās palielina atstatumu starp spineļa atomiem un atslābina ķīmiskās saites, kā rezultātā spinelam ir lielāka cietība.
Tajā pašā laikā spinelam ir augsta simetrijas pakāpe režģa punktos, un kristāla struktūra ir ļoti stabila un nav pakļauta kropļojumiem vai deformācijām, kas arī veicina spinela cietību.
Salīmēta struktūra
Spinelam ir ļoti spēcīgs saistīšanas spēks, un tā saistīšanas struktūra ir jaukta tetraedriskas un oktaedriskas koordinācijas struktūra, tetraedriskās malas garums ir 0,5 nm, un oktaedra diametrs ir 1 nm.
Tā kā oktaedrālajam oksīdam ir lielāks diametrs nekā tetraedriskajam oksīdam, tas var veidot spēcīgākas koordinācijas saites ar apkārtējiem skābekļa atomiem, tādējādi pastiprinot saites spēku.
Turklāt savienošanas spēku spinelī ietekmē arī ķīmiskās saites un jonu saites dubultā darbība, kurā elektronu mākonis pārklājas, veidojot spēcīgu mijiedarbību, savukārt jonu saite var veidot stabilāku kristāla struktūru, izmantojot pakāpenisku savienojumu izvietojumu. tie paši joni.
Ķīmiskais sastāvs
Špineļa cietību ietekmē arī ķīmiskais sastāvs, kopumā lielākā daļa spinela satur alumīniju, un dzelzs samazinās spinela cietību, kā rezultātā palielinās trauslums.
Turklāt spinelī ir arī citi metāliski elementi, piemēram, varš, cinks, magnijs u.c., to pievienošana var veidot hibrīdu, palielinot spineļa stabilitāti un cietību.
Protams, dažādi ķīmiskie sastāvi ietekmē arī spinela krāsu, refrakcijas indeksu un citas īpašības, kas šeit neatkārtosies.
Kristālu defektus izraisa fakts, ka spineļa šūnās esošos atomus nevar pilnībā aizpildīt. Šie defekti tiek aktivizēti uz kristāla virsmas vai fononu sistēmā, kā rezultātā tā atomu struktūru var ietekmēt kropļojumi, deformācijas, dislokācijas utt., kas rada sarežģītāku spineļa kristāla struktūru un palielinātu cietību.
Kopējie spineļa kristālu defekti, piemēram, aerobā vakance, dzelzs traucējumi, skābekļa matricas defekti un nelīdzsvara bojājumi, zināmā mērā ietekmē spinela cietības palielināšanos.
Stresa stāvoklis
Sprieguma stāvoklis attiecas uz sprieguma stāvokļa, stiprības un virziena ietekmi uz materiāla mehāniskajām īpašībām.
Piespiežot materiāla virsmu vai saskares virsmu, mainās spineļa kristāliskās struktūras stiprums un virziens, padarot tā virsmu cietāku, tādējādi palielinot spinela cietību.
Turklāt apstrādes vai ķīmiskās kodināšanas procesā mainīsies arī spineļa kristāla virsmas sprieguma stāvoklis, tādējādi padarot virsmu blīvāku un palielinot spineļa cietību.
JIYGO REFRACTORY & ABRAZIVE LIMITED