스피넬의 경도가 높은 이유
스피넬의 결정 구조는 정사각형 결정 시스템이며, 각 스피넬 셀에는 8개의 입방 산화물과 1개의 팔면체 산화물이 포함되어 있습니다. 팔면체 산화물은 입방 산화물보다 직경이 더 커서 다른 결정보다 셀 부피가 더 큽니다.
셀의 부피가 증가하면 스피넬 원자의 간격이 더 넓어지고 화학 결합이 더 이완되어 스피넬의 경도가 높아집니다.
동시에 스피넬은 격자점에서 높은 대칭성을 나타내며 결정 구조가 매우 안정적이고 뒤틀림이나 뒤틀림이 발생하지 않아 스피넬의 경도에도 도움이 됩니다.
접착구조
스피넬은 결합력이 매우 강하며 그 결합구조는 사면체와 팔면체 배위가 혼합된 구조로 사면체 변의 길이는 0.5 nm, 팔면체의 직경은 1 nm이다.
팔면체 산화물은 사면체 산화물에 비해 직경이 크기 때문에 주변의 산소원자와 더 강한 배위결합을 형성하여 결합력을 증폭시킬 수 있다.
또한 스피넬의 결합력도 화학결합과 이온결합의 이중작용에 영향을 받아 전자구름이 겹쳐 강한 상호작용을 형성하는데 반해 이온결합은 엇갈린 배열을 통해 보다 안정적인 결정구조를 형성할 수 있다. 같은 이온.
화학적 구성 요소
스피넬의 경도는 화학적 조성에 의해서도 영향을 받습니다. 일반적으로 대부분의 스피넬에는 알루미늄이 포함되어 있으며, 철은 스피넬의 경도를 감소시켜 취성을 증가시킵니다.
또한 스피넬에는 구리, 아연, 마그네슘 등과 같은 다른 금속 원소가 추가되어 하이브리드를 형성하여 스피넬의 안정성과 경도를 높일 수 있습니다.
물론, 다양한 화학적 조성이 스피넬의 색상, 굴절률 및 기타 특성에도 영향을 미치므로 여기서는 반복하지 않겠습니다.
결정 결함은 스피넬 셀의 원자가 완전히 채워질 수 없기 때문에 발생합니다. 이러한 결함은 결정 표면이나 포논 시스템에서 활성화되어 원자 구조가 왜곡, 뒤틀림, 전위 등에 의해 영향을 받아 스피넬의 결정 구조가 더욱 복잡해지고 경도가 높아질 수 있습니다.
호기성 공극, 철 간섭, 산소 매트릭스 결함 및 비평형 손상과 같은 스피넬의 일반적인 결정 결함은 스피넬 경도의 증가에 일정한 영향을 미칩니다.
스트레스 상태
응력 상태는 응력 상태, 강도 및 방향이 재료의 기계적 특성에 미치는 영향을 나타냅니다.
소재의 표면이나 접촉면에 압력을 가하면 스피넬의 결정 구조의 강도와 방향이 바뀌어 표면이 단단해지며 스피넬의 경도가 높아집니다.
또한 기계 가공이나 화학적 에칭 과정에서 스피넬 결정 표면의 응력 상태도 변화하여 표면이 더 치밀해지고 스피넬의 경도가 높아집니다.