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鄒小姐：13326633089 -
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對(duì)于材料來(lái)說(shuō)，各種宏觀性質(zhì)源出于本身的微觀結(jié)構(gòu)，晶體內(nèi)部原子的排列具有周期性，外部呈現(xiàn)出規(guī)則外形，比如鉆石。早年受限于檢測(cè)技術(shù)，只得通過(guò)晶體的2D形狀綜合建立3D圖像，如今應(yīng)用SEM和FESEM可直接觀察到晶體形狀，并借助于能譜儀和波譜儀表征其元素組成，對(duì)于材料制備及應(yīng)用技術(shù)的研究發(fā)展是一大推動(dòng)。
形狀規(guī)則的晶體
剛玉、鎂鋁尖晶石、莫來(lái)石和方鎂石都是最被熟知的，也是構(gòu)成無(wú)機(jī)材料的主要物相，下面小編將從晶體微觀結(jié)構(gòu)的角度帶大家看看這幾種材料的獨(dú)特結(jié)構(gòu)性質(zhì)。
一、剛玉
天然存在的α型氧化鋁晶體叫做剛玉，常因含有不同的雜質(zhì)而呈現(xiàn)不同的顏色。剛玉一般呈帶藍(lán)或帶黃的灰色，有玻璃或金剛光澤，密度在3.9-4.1g/cm3，硬度8.8，僅次于金剛石和碳化硅，能耐高溫。
顏色各異的剛玉
由于天然剛玉產(chǎn)量供不應(yīng)求，因此工業(yè)上用的剛玉多為人造剛玉。隨著加工工藝和參雜的其它元素成分的不同，剛玉可分為白剛玉、棕剛玉等多種類型，應(yīng)用于精密鑄造、耐火材料、陶瓷、電子絕緣保護(hù)材料等。
在1200 ~ 1300℃溫度范圍內(nèi)煅燒水鋁石等前驅(qū)體可得到納米級(jí)粒狀氧化鋁，而經(jīng)1600℃保溫6 h燒后的水鋁石可獲得20 ~30um、自形發(fā)育程度不同的剛玉晶體。
納米氧化鋁團(tuán)聚體
剛玉晶體
二、鎂鋁尖晶石
鎂鋁尖晶石（magnesia-alumina，MA）是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的氧化物中的一種，化學(xué)表達(dá)式為MgAl2O4，是MgO-Al2O3二元系中唯一的二元化合物，它與MgO、Al2O3之間彼此都能部分固溶，形成有限固溶體。
鎂鋁尖晶石是高熔點(diǎn)(2135℃)的耐火材料，具有較高的抗渣侵蝕性、抗熱震性和高溫耐壓強(qiáng)度高，優(yōu)質(zhì)的預(yù)合成尖晶石為不定形及定形高純耐火材料的生產(chǎn)提供了新的原料，因此得到了廣泛的應(yīng)用。
鎂鋁尖晶石
1. MA自形晶
MgAl2O4的自形晶（晶體形狀與構(gòu)造吻合）為典型的立方晶系正八面體。許多晶體生長(zhǎng)過(guò)程受析晶環(huán)境的影響和制約，只有部分自熔體（液相）中析出的晶體可保持自形，至于多晶燒結(jié)材料則難以呈現(xiàn)自形生長(zhǎng)形貌。MA除液相析晶外，固相和亞固相燒結(jié)材料亦可一定程度地保持自形。
經(jīng)1600℃燒結(jié)，MA晶體自形化的效果很明顯，但晶體尺寸也不過(guò)2~3 um，而且觀察不到晶體長(zhǎng)大的過(guò)程。通常，以氧化物為原料燒結(jié)合成的尖晶石材料中的晶體尺寸可達(dá)10 ~ 30 um，因溫度和作用時(shí)間的不同，可以呈現(xiàn)出各種晶面生長(zhǎng)形貌，但不似自形化形貌規(guī)整。
自形的MA晶體形貌
2. MA晶體的臺(tái)階生長(zhǎng)
晶體的臺(tái)階生長(zhǎng)是常見現(xiàn)象，特別是經(jīng)燒結(jié)過(guò)程形成的尖晶石，在一定溫度下會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)、臺(tái)階群的增長(zhǎng)而促使晶體長(zhǎng)大。
MA 晶體的臺(tái)階生長(zhǎng)形貌
三、莫來(lái)石
莫來(lái)石(3Al2O3·2SiO2)是唯一一種在常壓下存在的二元Al2O3-2SiO2相物質(zhì)。它是一種優(yōu)質(zhì)的耐火材料，還可以作為低介電常數(shù)基片材料，具有膨脹均勻、熱震穩(wěn)定性極好、荷重軟化點(diǎn)高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學(xué)腐蝕性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于冶金、玻璃、陶瓷等領(lǐng)域，因?yàn)樘烊荒獊?lái)石很少，所以常見的為燒結(jié)和電熔莫來(lái)石。
電熔莫來(lái)石
莫來(lái)石屬于斜方晶系，具有長(zhǎng)柱狀結(jié)晶習(xí)性，但自形發(fā)展常受到環(huán)境限制，只有當(dāng)存在一定液相時(shí)析晶（或剛玉與液相發(fā)生包晶反應(yīng)）而呈柱狀結(jié)晶。對(duì)比之下，包晶生成的莫來(lái)石與液相析晶及均勻的固相反應(yīng)生成的莫來(lái)石相比，組成不均勻。
液相析晶及均勻固相反應(yīng)的莫來(lái)石形態(tài)
莫來(lái)石分為3種類型：α-莫來(lái)石，相當(dāng)于純的3Al2O3·2SiO2，簡(jiǎn)稱3:2型；β-莫來(lái)石，固溶有過(guò)剩的Al2O3，晶格略顯膨脹，簡(jiǎn)稱2:1型；γ-莫來(lái)石，固溶有少量TiO2和Fe2O3。
四、方鎂石
方鎂石(periclase)，是一種鎂的氧化物礦物，化學(xué)成份為MgO，一般為無(wú)色到淺灰色的玻璃狀顆粒，也有綠色、黃色或黑色的，屬于立方系，其自形晶為六面體和八面體，亦可成為多種形狀，如電熔材料中常有柱狀晶和纖維狀晶等。
方鎂石可以作用制作高級(jí)耐火材料（如鎂鋁磚、方鎂石-尖晶石磚），還用于制無(wú)線電陶瓷零件，以及電熱器的填料，生產(chǎn)鎂粘合劑，粘膠，隔熱材料等產(chǎn)品，在橡塑中用作填充型阻燃劑。除此之外，還可以用作微晶玻璃、熱電偶、高溫電纜、電熱電阻器的絕緣材料等優(yōu)質(zhì)原料。
1. 致密化的多晶結(jié)構(gòu)
致密化的燒結(jié)方鎂石不具備自由生長(zhǎng)空間，只在不同程度的粒狀范圍內(nèi)生長(zhǎng)，因晶間結(jié)合狀態(tài)而呈現(xiàn)不同的形狀和大小。方鎂石晶體有明顯的直齒形輪廓，晶內(nèi)多微孔，這些包裹于晶內(nèi)的微孔將不易消失，直至晶體熔融。
含晶內(nèi)微孔的方鎂石
2. 特異形貌
固相和亞固態(tài)燒結(jié)的方鎂石材料中的晶體形狀會(huì)因生長(zhǎng)空間的條件局限而呈現(xiàn)奇異的表面形態(tài)。
方鎂石自由生長(zhǎng)的形貌
3. MgO纖維
MgO在低氧分壓、高溫作用下，會(huì)蒸發(fā)并形成纖維狀結(jié)晶，在長(zhǎng)時(shí)間作用下甚至在1500～1600 ℃便會(huì)蒸發(fā)而纖維化。如以鎂鋁磚砌筑燒成帶的隧道窯襯磚，經(jīng)數(shù)年使用后拆取殘磚，可觀察到各種形態(tài)的方鎂石纖維。
不同形態(tài)的纖維狀結(jié)晶
參考來(lái)源：
方鎂石、剛玉、尖晶石、莫來(lái)石等晶體特異形貌的表征，高振昕、張巍、黃振武、衛(wèi)曉輝（中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司、濮陽(yáng)濮耐高溫材料股份公司）。
粉體圈小吉
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