Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Шпинель. Структура шпинели

ения октаэдрических и
тетраэдрических пустот кубической плотнейшей упаковки из
атомов кислорода, т.е. рассматривая ее полиэдрическую
модель, легко обнаружить перпендикулярные осям 3-го
порядка октаэдрические слои (111), заполненные атомами
Al  по  "шпинелевому"  закону  (заполнены  ѕ  октаэдрических   пустот)   и
чередующиеся  с  антишпинелевыи  слоями  (заполнена   1/4   октаэдрических
пустот), что подтверждает отношение Al : O = 1 : 2 в химической
формуле соединения. При этом одиночные Al-октаэдры
"антишпинелевого" слоя садятся на треугольные
"посадочные площадки", образованные ребрами трех
Al-октаэдров предыдущего шпинелевого слоя.
Тройки же ребер верхней грани одиночных октаэдров
являются также общими с ребрами троек Al-октаэдров, но
уже следующего шпинелевого слоя. Таким образом, два
ближайших шпинелевых слоя оказываются связанными точками
инверсии, совпадающими с центрами одиночных октаэдров
антишпинелевого слоя. Основаниями Mg-ортотетраэдров, расположенных в
антишпинелевых слоях, служат треугольные грани пустых
октаэдров из шпинелевого слоя. Вершины
тетраэдров, противоположные их основаниям, являются
общими для трех Al-октаэдров выше- и нижележащих
шпинелевых слоев. Таким образом, пустой октаэдр
шпинелевого слоя оказывается между антипараллельными
гранями двух Mg-тетраэдров, связанных один с другим
второй системой центров инверсии, расположенных в этих
пустых октаэдрах. Ближайшие друг к другу шпинелевые слои смещены косо
расположенной к ним трансляцией, являющейся ребром
примитивного ромбоэдра - ребром основной ячейки
гранецентрированного куба. Пространственная схема пересечения  пустот  очень
сложна.  Пересечение  слоёв  катионов  цепочками  октаэдеров  происходит   в
направлениях {110}.Связи в структуре шпинели  смешанные,  ионно-ковалентные.
В проекции
полиэдрической модели структуры шпинели на плоскость
(111), перпендикулярную оси 3-го порядка,
хорошо видны зеркальные плоскости симметрии,
пересекающиеся вдоль этой оси. В итоге обнаруживается
пространственной группы, являющаяся в данном случае подгруппой
кубической пространственной группы.


                                    [pic]
                        [pic][pic][pic][pic]  рис.е.

Кристаллическая структура шпинели MgAl2O4: а -
проекция ху структуры минерала; выделены Mg-тетраэдры; б
- общий вид структуры; в - график пр. гр. Fd3m(O1k) с нанесенными
на него атомами Mg, Al  и  О;  г  -  шпинелевый  октаэдрический  слой;  д  -
фрагмент  структуры  в  проекции  на  плоскость  (111);  способ   сочленения
шпинелевого и
антишпинелевого слоев; е -  идеализированная  постройка  из  Al-октаэдров  в
структурном типе шпинели.
Ионы O2-  находятся приблизительно в плотнейшей кубической упаковке.  Ячейка
содержит  тетраэдрические  пустоты,   число   которых   64   (узлы   А),   и
октаэдрические пустоты в количестве 32 (узлы В). Восемь узлов А и  16  узлов
В занимают катионы, расположенные таким образом, что  ряды  заполненных  ими
октаэдров,  соединённых  между  собой  рёбрами,  вытягиваются  вдоль   одной
диагонали  куба,  связываясь  в  цепочки  за  счёт  занятых  тетраэдров.   В
результате  образуется  один  слой  (рис.  е).  Тетраэдры  соединяют  его  с
октаэдрами соседнего слоя,  который  располагается  вдоль  другой  диагонали
грани куба. Четыре таких слоя  образуют  элементарную  ячейку.  Каждый  атом
кислорода является общим для двух  октаэдров  и  одного  тетраэдра.  Катионы
представлены двумя типами: А2+ и В3+ .  В  нормальной  шпинели  катионы  А2+
находятся в узлах   А,  а  В3+  -  в  узлах.  Однако  существует  обращенная
шпинель, у которой 8В3+  располагаются  в  узлах  А,  а  (8  А2+  +  8  В3+)
беспорядочно распределены по углам В.  Выбор  между  этими  двумя  способами
расположения  атомов  определяется  энергией  входящих  в  структуру  ионов,
стабилизирующей кристаллическое поле решётки. Второй вариант  реализуется  в
тех случаях, когда больший из двух катионов занимает  тетраэдрические  узлы,
нарушая обычное правило. Как в  нормальных,  так  и  в  обращенных  шпинелях
остаются  незаполненные  катионами  пустоты  обоих   сортов.   Кроме   того,
существует ряд шпинелей, промежуточных между нормальными и обращенными.



      3).   Исследована   низкотемпературная   (20—400    °C)    экзоэмиссия
отрицательных зарядов со  сложных  оксидов,  имеющих  структуру  перовскитов
состава X3+ Y2+ О3 (  X3+ = La; Y2+  =  Co,  Mn,  Ni)  и  структуру  шпинели
X2+Y23+O42- (  X2+=  Cu;  Y3+  =  Fe,  Co,  Cr).  Найдены  корреляции  между
каталитической активностью в реакциях окисления СО, этилбензола и  пропилена
и  эмиссионной  способностью   оксидов.   Обсуждена   роль   слабосвязанного
кислорода  и  ионов  переменной  валентности  в  процессах   экзоэмиссии   и
окислительного катализа сложными оксидами.
[pic]                                                    Благодаря      этим
исследованиям  стало  возможным  применение  шпинели,  как  катализатора   в
окислительном катализе ненасыщенных ациклических углеводородов.
       Структура  шпинели  характерна  для  ряда  неметаллических  магнитных
кристаллов, обладающих сочетанием  полупроводниковых  и  магнитных  свойств,
использующихся в технике  сверхвысоких  частот  и  запоминающих  устройствах
ЭВМ.



4).Исследован  процесс  синтеза  MgAl2O4  из  оксида  магния  и   гидроксида
алюминия в атмосфере паров воды Р = 20 МПа  в  интервале  температур  380  -
400[pic]  в  присутствии  активирующих  добавок   ионов   Cr(VI).   Методами
рентгенофазового   и    рентгенографического    анализов    и    электронной
спектроскопии установлено, что процесс диффузии и гомогенного  распределения
ионов магния по структуре промежуточной фазы синтеза -  бемита  лимитируется
степенью разупорядочения  кристаллической  решетки  последнего.  Введение  в
реакционную систему ионов Cr(VI) способствует  возникновению  дополнительных
нарушений в структуре  бемита,  облегчая  процессы  диффузии  и  перестройки
глиноземной  матрицы.  Процесс  завершается  стабилизацией   ионами   магния
кубической   кислородной    подрешетки,    возникающей    при    образовании
кристаллической структуры шпинели.
[pic]
5).Изучена возможность  получения  алюмомагнезиальной  шпинели  с  высокими 
показателями свойств по энергосберегающей технологии и с  учетом  утилизации
ультрадисперсного  каустика.  Методом   одностадийного   синтеза   спеканием
плотного брикета  на  основе  промышленных  порошков  каустика  и  глинозема
получали шпинельные материалы различных составов: стехиометрическую  шпинель
и  шпинели  с  избытком  обоих  компонентов.  Для  интенсификации  процессов
шпинелеобразования  и  спекания  были  использованы  различные   комплексные
добавки (химические и керамические) в количестве от 1 до 10 % масс.  Влияние
используемых добавок на спекание  и  физико-механические  свойства  брикетов
зависело от соотношения компонентов в формовочной смеси. Полное  образование
шпинели в брикетах установлено при температуре 1650 [pic].



Список используемых ресурсов и литературы:


1.Неофициальный сайт Геологического факультета МГУ.
2.Официальный сайт Российской Академии Физических Наук.
3.Официальный сайт Физического факультета МГУ.
4.Официальный сайт Физического факультета ВГУ.
5.М. П. Шаскольская: “Кристаллография” М. “Высшая школа” 1977. С. 388
6.Электронные периодические издания Российской Академии Физических Наук.
7.Официальный сайт ювелиров России.
8.Геологический сайт России.
-----------------------




12
скачать работу

Шпинель. Структура шпинели

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ