陶瓷晶體結構
岩鹽結構
岩鹽結構就是普通食鹽的排列方式,也是 AX 型陶瓷(一個陽離子配一個陰離子)最簡單、最常見的結構。想像兩個一模一樣的面心立方格子,一個由陰離子構成、一個由陽離子構成,彼此嵌進對方,使每個陽離子沿每條立方稜邊都恰好落在兩個陰離子的正中間。結果是一個完美的三維棋盤,每個離子都被六個異號離子包圍。
用最密堆積來讀它:陰離子形成面心立方(立方最密堆積)排列,陽離子則填滿它的每一個八面體間隙。因此配位是 6:6,每個陽離子周圍六個陰離子、每個陰離子周圍六個陽離子。立方晶胞內有四個化學式單位(四個陽離子、四個陰離子)。當半徑比落在八面體視窗(約 0.414 到 0.732)時就偏好這種排列;MgO 的比值約 0.51,穩穩落在範圍內。
一大家族的陶瓷採用這種結構:MgO(方鎂石,重要的耐火材料)、NiO、CoO、MnO、FeO、CaO,甚至許多碳化物與氮化物如 TiC、TiN,其中金屬與非金屬交替排列。誠實提醒:好幾種岩鹽結構氧化物明顯是非化學計量的,經典例子是浮士德體(wustite),寫作 FeO,實際上卻是 Fe(1-x)O,缺了鐵,並用一些 Fe3+ 來維持電荷平衡,提醒我們整齊的 1:1 化學式只是理想化。
方鎂石 MgO 徹頭徹尾就是岩鹽結構:FCC 氧離子排列,每個八面體間隙裡都有一個鎂。它的高熔點(約 2850 度 C)與簡單而強鍵結的結構,使它成為煉鋼爐的主力耐火材料。
MgO:FCC 氧、陽離子填滿所有八面體間隙,6:6。
岩鹽結構不是體心立方。它是兩個由異號離子構成、彼此貫穿的 FCC 晶格;把它叫成 BCC(那需要角落與體心是相同原子)是初學者常犯的錯。
又称
另见