Spinelin Yüksek Sertliğinin Nedenleri

 

Spinelin kristal yapısı kare kristal sistemidir ve her spinel hücresinde sekiz kübik oksit ve bir oktahedral oksit bulunur. Oktahedral oksit, kübik oksitten daha büyük bir çapa sahiptir ve bu da diğer kristallerden daha büyük bir hücre hacmine neden olur.

Hücre hacminin artması, spineldeki atom aralıklarının daha geniş olmasını ve kimyasal bağların daha gevşek olmasını sağlar, bu da spinel'in daha yüksek sertliğe sahip olmasını sağlar.

Aynı zamanda spinel, kafes noktalarında yüksek derecede simetri gösterir ve kristal yapısı çok stabildir ve distorsiyona veya bükülmeye eğilimli değildir, bu da spinel'in sertliğine katkıda bulunur.

Bağlı yapı

Spinel çok güçlü bir bağlanma kuvvetine sahiptir ve bağlanma yapısı tetrahedral ve oktahedral koordinasyonun karışık bir yapısıdır, tetrahedral kenar uzunluğu 0.5 nm'dir ve oktahedronun çapı 1 nm'dir.

Oktahedral oksit, tetrahedral oksitten daha büyük bir çapa sahip olduğundan, çevredeki oksijen atomlarıyla daha güçlü koordinasyon bağları oluşturabilir, böylece bağlanma kuvvetini artırabilir.

Buna ek olarak, spineldeki bağlanma kuvveti, elektron bulutunun güçlü bir etkileşim oluşturmak için üst üste geldiği kimyasal bağ ve iyonik bağın çift etkisinden de etkilenirken, iyonik bağ, elektron bulutunun kademeli düzenlemesi yoluyla daha kararlı bir kristal yapı oluşturabilir. aynı iyonlar.

Kimyasal bileşim

Spinelin sertliği aynı zamanda kimyasal bileşimden de etkilenir; genel olarak spinellerin çoğu alüminyum içerir ve demir, spinelin sertliğini azaltarak kırılganlığın artmasına neden olur.

Ek olarak, spinelde bakır, çinko, magnezyum vb. gibi başka metalik elementler de vardır; bunların eklenmesi, spinel'in stabilitesini ve sertliğini artıran bir hibrit oluşturabilir.

Elbette farklı kimyasal bileşimler spinel'in rengini, kırılma indisini ve diğer özelliklerini de etkiler; bunlar burada tekrarlanmayacak.

Kristal kusurları, spinel hücrelerindeki atomların tam olarak doldurulamamasından kaynaklanmaktadır. Bu kusurlar, kristal yüzeyinde veya fonon sisteminde etkinleştirilir; bu da atomik yapısının distorsiyon, çarpıklık, dislokasyon vb.'den etkilenmesine neden olabilir, bu da spinel'in daha karmaşık kristal yapısına ve artan sertliğe neden olur.

Aerobik boşluk, demir girişimi, oksijen matriks defekti ve dengesizlik hasarı gibi spineldeki yaygın kristal kusurların spinel sertliğinin artmasında belirli bir etkisi vardır.

Stres durumu

Gerilme durumu, gerilme durumunun, mukavemetin ve yönün malzemenin mekanik özellikleri üzerindeki etkisini ifade eder.

Malzemenin yüzeyine veya temas ettiği yüzeye basınç uygulandığında spinelin kristal yapısının gücü ve yönü değişecek, yüzeyi sertleşecek ve dolayısıyla spinelin sertliği artacaktır.

Ek olarak, işleme veya kimyasal aşındırma işlemi sırasında spinel kristalinin yüzeyinin stres durumu da değişecek, böylece yüzey daha yoğun hale getirilecek ve spinel sertliği artacaktır.

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO REFRAKTER & AŞINDIRICI SINIRLI