石英晶体结构得出XRD图
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For personal use only in study and research; not for commercial use(3)滑石(2:1型,[SiO4]+[MgO6]+[SiO4])化学式:3MgO·4SiO2·H2O或Mg3[Si4O10](OH)2,单斜晶系,C2/c空间群,a o=0.526nm,b o=0.910nm,c o=1.881nm,β=100°。
滑石结构与蒙脱石结构相似,只是将中间[AlO6]层换为[MgO6]层。
滑石晶体单元层之间依靠分子力结合,所以具有很好的片状解理,滑腻感很强,是爽身粉的主要原料。
滑石可用作高分子材料的填料,滑石瓷是一种以滑石为主要原料、电性能优良的高频装置瓷。
2)架状硅酸盐晶体结构架状硅酸盐晶体结构特征是[SiO4]四个顶角氧都与相邻的[SiO4]共有,[SiO4]排列成具有三维空间的网络结构。
石英就属于架状硅酸盐结构,图3-40示出了a-方石英的晶体结构,Si4+的排列方式与金刚石结构完全相同,在距离最近且完全等距离的每2个Si4+之间插入O2-,就构成了a-方石英的晶体结构。
石英在玻璃工业中是一种主要原料,石英在不同热力学条件下形成多种变体(同质多晶),它们之间转化关系如图3-41所示。
在上述各种石英变体中,纵向之间的变化均不涉及晶体结构中键的破裂和重建,转变时质点只需稍作位移,键角稍作调整,转变过程迅速,这种转变称为位移型转变。
横向之间的转变都涉及到键的破裂和重建,过程比较缓慢,这种转变称为重建型转变。
图3-42画出了这两种转变的示意图,前者结构没有遭到彻底破坏,只是稍作调整;后者结构彻底瓦解,重新组建成另一种结构。
石英的3个主要变体a-石英、a-鳞石英、a-方石英之间在结构上的主要差别,在于[SiO4]连接方式不同:a-石英没有对称中心,键角150°;a-鳞石英有对称平面,键角180°;a-方石英有对称中心,键角180°(参见图3-43)。
石英的晶格类型石英,也被称为石英石,是一种常见的矿物,其晶格类型为三斜晶系。
石英晶体呈六面体或者六面柱体的形状,结构密实而有序。
它是地壳中含量最高的矿物之一,广泛存在于地球的各个岩石中。
石英的晶格结构是由硅氧四面体构成的,每个硅氧四面体的中心是一个硅离子,而四个氧离子围绕在其周围形成四面体结构。
这些硅氧四面体通过共享氧离子的方式相互连接,形成了一个稳定的三维晶体结构。
石英的晶格结构在空间中是无限重复的,这种有序排列使得石英具有一些特殊的性质和应用价值。
石英的晶格类型为三斜晶系,这意味着其晶体具有三个不等长且不垂直的轴。
这种晶格类型使得石英的晶体形状呈现出不规则的六面体或六面柱体。
石英的晶格参数决定了其晶体的大小和形状,也影响了其物理和化学性质。
石英的晶体结构具有高度的对称性,每个晶胞中有三个不等价的硅原子和六个不等价的氧原子。
这种高度的对称性使得石英具有一些特殊的光学和电学性质。
例如,石英具有压电效应和透明性,可以用于制造压电器件和光学仪器。
石英的晶格结构还决定了其热稳定性和化学稳定性。
石英具有高熔点和低热膨胀系数,使得它在高温和低温条件下都能保持稳定。
此外,石英对大多数化学物质具有较强的抗腐蚀性能,使其在化学工业中得到广泛应用。
除了在地壳中广泛存在外,石英还具有许多重要的应用价值。
例如,石英可以用于制造光学器件,如光纤和激光器。
石英的高透明度和优异的光学性能使其成为光学领域的重要材料。
此外,石英还可以用于制造压电器件、陶瓷材料和电子器件等。
石英的晶格类型为三斜晶系,其晶体结构由硅氧四面体构成,具有高度的对称性和稳定性。
石英的晶格结构决定了其物理和化学性质,使其具有许多重要的应用价值。
石英在光学、电子、化工等领域都有广泛的应用,对人类社会的发展起到了重要作用。
石英晶体结构
石英是一种常见的硅酸盐,也是地球上最普遍的矿物之一,在自然界中具有极为普遍的分布。
石英还是水晶类最为常见的矿物之一,因此了解其结构非常重要。
下面就石英晶体结构做一下介绍。
石英晶体结构是由硅原子以及其他原子构成的,直接由硅原子形成的结构被称为硅晶体结构,其内部结构极为复杂,如立方体结构。
单位晶胞的尺寸大约为0.5微米,相邻的石英结构可以组成晶体,其形状可以是圆柱形、柱状体等等。
石英晶体的形状最常见的是圆柱形,而其内部结构将由由原子构成的网络组成,这些原子在六方向存在对称性,这种晶体结构由一个石英基元组成,每一个石英基元中包含2个硅原子以及4个氧原子,其中硅原子以8邻居的方式与四个氧原子连接,形成八角形的结构,而氧原子则以互补构形方式与另外四个硅原子相连。
此外,石英晶体还具有许多有趣的物理性质,例如由于其中氧原子与硅原子的共振影响及其他因素,石英晶体具有极大的热稳定性,因此也可用作电子元件,以及窄带滤波器、温度传感器、振动传感器等。
综上所述,石英晶体结构具有非常复杂的构造,其内部原子的排列也是非常有规则的,而且由于其极高的热稳定性,石英晶体也可用作电子元件等,非常具有实用价值。
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石英的晶系结构石英是一种常见的矿物,它具有特殊的晶系结构。
石英晶系结构属于三斜晶系,是一种六角棱柱形的晶体结构。
下面将详细介绍石英的晶系结构及其特点。
石英的晶系结构属于三斜晶系,它的晶体形状呈六角棱柱状。
石英晶体的外形通常为六面体或六角柱,顶端有一个六角锥。
石英晶体的晶面有很多种,其中最常见的有(0001)、(1010)、(0110)等。
石英的晶系结构非常规则,晶体对称性较高。
石英晶体的晶胞结构由硅氧四面体构成,硅氧四面体的中心是硅离子,四个顶点是氧离子。
硅氧四面体通过共享氧离子形成了三维网状结构,这也是石英晶体硬度高、化学稳定性强的原因之一。
硅氧四面体的连接方式决定了石英晶体的晶系结构。
石英晶体的晶胞结构中含有很多的孔隙,这些孔隙可以容纳水分、杂质等物质。
其中,含水石英晶体中的孔隙可以被热处理去除,形成无水石英晶体,提高其透明度和光学性质。
石英晶体的晶系结构决定了其光学性质的特殊性。
石英晶体具有双折射性,即光线在进入石英晶体时会发生折射,折射光线的方向与入射光线不重合,这种现象被称为石英晶体的双折射现象。
石英晶体还具有压电效应,即在外力作用下会产生电荷分离,形成电场。
这些特殊的光学性质使石英晶体在光学领域有着广泛的应用。
石英晶体还具有很高的熔点和热稳定性,可以耐受高温的作用。
石英晶体还具有较好的电绝缘性能和化学稳定性,广泛应用于电子、光学、陶瓷等领域。
总的来说,石英的晶系结构属于三斜晶系,晶体形状为六角棱柱状,晶胞结构由硅氧四面体构成。
石英晶体具有双折射性、压电效应等特殊的光学性质,同时还具有高熔点、热稳定性、电绝缘性能和化学稳定性等特点。
石英晶体的晶系结构使其在各个领域有着广泛的应用。
石英晶体基础石英,学名二氧化硅。
是自然界分布最广的物质之一。
它有五种变体(β石英、α石英、α磷石英、方石英、溶炼石英),其中α石英和β石英具有压电效应,当施加压力在晶片表面时, 它就会产生电气电位, 相对的当一电位加在芯片表面时, 它就会产生变形或振动现象, 掌握这种振动现象, 控制其发生频率的快慢, 以及精确程度, 就是水晶振荡器的设计与应用。
石英是由硅原子和氧原子组合而成的二氧化硅(Silicon Dioxide, SiO2), 以32点群的六方晶系形成的单结晶结构﹝图一﹞.单结晶的石英晶体结构具有压电效应特性, 当施加压力在晶体某些方向时, 垂直施力的方向就会产生电气电位. 相对的当以一个电场施加在石英晶体某些轴向时, 在另一些方向就会产生变形或振动现象. 掌握单结晶石英材料的这种压电效应, 利用其发生共振频率的特性, 发挥其精确程度作为各类型频率信号的参考基准, 就是水晶震荡器的设计与应用. 因为石英晶体具有很高的材料Q值,所以绝大部份的频率控制组件,如共振子及振荡器,都以石英材料为基础. 以石英为基础的频率控制组件可以依其压电振动的属性, 可以分为体波(bulk wave)振动组件及表面声波(surface acoustic wave)振动组件. 体波振动组件如石英晶体共振子, 石英晶体滤波器及石英晶体振荡器, 表面波振动组件如表面波滤波器及表面波共振子. 当石英晶体以特定的切割方式, 以机械加工方式予以表面研磨, 完成特定的外型尺寸就是通称的石英芯片(quartz wafer 或quartz blank ). 将这个石英芯片放置在真空还境中, 于表面镀上电极后,再以导电材料固定在金属或是陶瓷基座上, 并加以封装, 就成为一般所谓的石英晶体共振子( quartz crystal resonator ). 利用石英共振子在共振时的低阻抗特性及波的重迭特性, 用邻近的双电极, 可以做出石英晶体滤波器. 将石英振荡子加上不同的电子振荡线路, 可以做成不同特性的石英振荡器. 例如: 石英频率振荡器(CXO), 电压控制石英晶体振荡器(Voltage Controlled Crystal Oscillator, VCXO), 温度补偿石英晶体振荡器(Temperature Compensated Crystal Oscillator, TCXO), 恒温槽控制石英晶体振荡器(Oven Controlled Crystal Oscillator, OCXO)…等. 相对于体波谐振的是表面声波的谐振. 将石英晶体表面镀以叉状电极(inter-digital-transducer, IDT)方式所产生的表面振荡波, 可以制造出短波长(高频率)谐振的表面声波共振子(SAW Resonator)或表面声波滤波器(SAW Filter).石英晶体的化学性质极为稳定,常温下不溶于盐酸、硝酸、硫酸等水和酸,只溶于氢氟酸。
注:
1、斜长石:钙长石与钠长石按不同比例混合而得到的固溶体,无固定的化学成分,在数据
库中搜索时使用钙长石的英文名anorthite,然后根据化学组分和谱图进行拟合判定。
2、正长石orthoclase,也称钾长石。
3、以上d值及特征峰角度值2θ是对某一特定矿物进行描述的,由于矿物的复杂性,不同
地域的某一矿物其d值及2θ值会在一定范围内波动,根据晶体结构的变化,d值的波动一般在0.02以内,角度的波动一般在0.1°以内。
当然,具体矿物的拟合需要以数据库中的标准物质作为对照参考。