Ástæður fyrir mikilli hörku Spinel

 

Kristallbygging spínels er ferhyrnt kristalkerfi og hver spínelfruma inniheldur átta kúbikoxíð og eitt átthyrnd oxíð. Octahedral oxíðið hefur stærra þvermál en kúbikoxíðið, sem leiðir til stærra frumurúmmáls en aðrir kristallar.

Aukning á rúmmáli frumunnar gerir bilið milli atóma spínelsins stærra og efnatengin slaka á, sem gerir það að verkum að spínel hefur meiri hörku.

Á sama tíma sýnir spínel mikla samhverfu í grindarpunktunum og kristalbyggingin er mjög stöðug og ekki viðkvæm fyrir röskun eða skekkju, sem einnig stuðlar að hörku spínels.

Tengt uppbygging

Spínel hefur mjög sterkan bindikraft og tengibygging þess er blönduð uppbygging af fjórþunga og áttundarsamhæfingu, lengd fjórþunga hliðar er 0,5 nm og þvermál áttundar er 1 nm.

Þar sem átthyrningaoxíðið hefur stærra þvermál en tetrahedral oxíðið getur það myndað sterkari samhæfingartengi við nærliggjandi súrefnisatóm og magnað þannig upp bindikraftinn.

Að auki er tengikrafturinn í spíneli einnig fyrir áhrifum af tvöföldu virkni efnatengis og jónatengis, þar sem rafeindaskýið skarast til að mynda sterka víxlverkun, á meðan jónatengi getur myndað stöðugri kristalbyggingu í gegnum stigskipt fyrirkomulag sömu jónir.

Efnasamsetning

Hörku spínels hefur einnig áhrif á efnasamsetningu, almennt inniheldur flest spínel ál og járn mun draga úr hörku spínels, sem leiðir til aukningar á stökkleika.

Að auki eru aðrir málmþættir í spínel, svo sem kopar, sink, magnesíum osfrv., viðbót þeirra getur myndað blendingur, aukið stöðugleika og hörku spínels.

Að sjálfsögðu hefur mismunandi efnasamsetning einnig áhrif á lit, brotstuðul og aðra eiginleika spínels, sem verður ekki endurtekið hér.

Kristalgallar stafa af því að ekki er hægt að fylla frumeindir í spinelfrumum alveg. Þessir gallar eru virkjaðir á kristalsyfirborðinu eða í phonon kerfinu, sem getur valdið því að frumeindabygging þess verði fyrir áhrifum af röskun, skekju, tilfærslu o.s.frv., sem leiðir til flóknari kristalbyggingar spínels og aukinnar hörku.

Algengir kristalgallar í spíneli, svo sem loftháð tómarúm, járntruflanir, galla í súrefnisfylki og ójafnvægisskemmdir, hafa ákveðin áhrif á aukningu á hörku spænis.

Stress ástand

Álagsástand vísar til áhrifa streituástands, styrks og stefnu á vélræna eiginleika efnisins.

Þegar þrýstingur er beitt á yfirborð eða snertiflötur efnisins mun styrkur og stefna kristalbyggingar spínels breytast, sem gerir yfirborð þess harðara og eykur þar með hörku spínels.

Að auki, í vinnsluferlinu eða efnafræðilegri ætingu, mun streituástand yfirborðs spinelkristallsins einnig breytast, þannig að yfirborðið verður þéttara og eykur hörku spínelsins.

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO Eldfast & Slípiefni TAKMARKAÐ