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1、陶瓷材料是由金属与非金属元素通过离子键或兼有离子键和共价键的方式结合起来。陶瓷的晶体结构大多属于离子晶体。典型的离子晶体是碱金属元素与卤族元素之间形成的化合物晶体。2.4离子晶体结构12.4.1离子晶体的结构规则1.负离子配位多面体原则（鲍林第一规则）在正离子周围，形成一个负离子配位多面体，正负离子间的距离取决于它们的半径之和，而配位数取决于它们的半径之比。离子晶体结构视为由负离子多面体按一定方式连接而成，正离子处于负离子多面体的中央。为形成稳定结构，一个正离子趋向于以尽可能多的负离子为邻，即尽可能大的配位数。2正
2、负离子半径比值与配位数的关系值正离子的配位数负离子多面体的形状实例0.000~0.1552直线形干冰CO20.155~0.2253三角形B2O30.225~0.4144四面体SiO2，GeO20.414~0.7326八面体NaCl，MgO，TiO20.732~1.0008立方体ZrO2，CaF2，CsCl1.000以上12立方八面体Cu32.电价规则(鲍林第二规则)在一个稳定的晶体结构中，每一个负离子的电价等于从邻近的正离子配给该负离子各静电键强度的总和。3.负离子多面体共用顶、棱和面的规则（鲍林第三规则）在配位结
3、构中，配位多面体共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。4四面体的共顶、共面和共棱联结共顶、共棱、共面时，中心正离子间的距离为：1：0.58：0.335共顶、共棱、共面时，中心正离子间的距离为：1：0.71:0.58幻灯片11八面体的共顶、共面和共棱联结64.不同种类正离子配位多面体间连接规则（鲍林第四规则）在含有两种以上正离子的离子晶体中，一些电价较高、配位数较低的正离子配位多面体之间有尽量互不结合的趋势。5、节约规则（鲍林第五规则）在晶体中，本质上不同组成的结构单元的数目，趋向了最少。72.4.2典型
4、的离子晶体的结构晶胞中离子的排列，离子的配位数，晶体常数与离子半径关系式，一个晶胞所占有正负离子的数目，质点所处的空间坐标，空间格子类型以及同型结构的化合物等。要求掌握的具体内容：1.AB型化合物结构8（1）CsCL型结构：CsBr,CsI图2-52CsCL晶胞9图2-53NaCl晶胞（2）NaCl型结构：MgO,FeO,TiN,TiC等10图2-54-ZnS晶胞ZnS（3）立方ZnS型(闪锌矿型）结构：CdS,CuCl等25025005075750505005011图2-55a-ZnS晶胞ZnS六方ZnS型（纤锌
5、矿型）结构12立方ZnS和六方ZnS是非常重要的两种晶体结构。已投入使用的半导体除Si、Ge单晶为金刚石型结构外，III-V族和II-VI族的半导体晶体都是ZnS型，且以立方ZnS型为主.例如：GaP,GaAs,GaSb，InP,InAs,InSb,CdS,CdTe,HgTe。132.AB2型化合物结构(1)CaF2(萤石型）结构14属于立方面心点阵，结构单元为一个CaF2SrF2,CeO2,UO2,HgF2等晶体属CaF2型，而Li2O,Na2O,Be2C等晶体属反萤石型，即正离子占据F-离子位置，负离子占据Ca
6、2+的位置。15（2）金红石型结构四方简单点阵，每个晶胞2个Ti2+，4个O2-O2-近似按立方A1型堆积，Ti4+填充了变形八面体空隙中（占据率50%）,O2-的配位数为3，Ti4+的配位数为6。16Ti4+：O2-：u为一结构参数，金红石本身u=0.31。MgF2,FeF2,VO2，CrO2，PbO2，WO2，MoO2等为金红石型。分数坐标：173.A2B3型化合物结构O2-近似作六方最紧密堆积，配位数为4，堆积层垂直于三次轴，Al3+充填了O2-形成的八面体空隙数的2/3,每三个相邻的八面体空隙有一个是有规则
7、地空着；每个晶胞含4个Al3+和6个O2-。刚玉型结构18Al3+空隙DEFOAAlDOBAlEOAAlFOBAlDOAAlEOBAlFOAAlDOB19平行3次轴方向上，两个实心八面体和一个空心八面体相间排列每三个相邻的八面体就有一个有规则地空着，这样六层构成一个周期。204.ABO3型化合物结构：CaTiO3型和CaCO3方解石型CaTiO3晶体结构:立方P，Ca2+位于角顶，O2-位于面心，Ti4+位于立方体中心；以Ca2+和O2-作面心立方紧密堆积，形成4n个八面体空隙和8n个四面体空隙，Ti4+填入的1/
8、4八面体空隙中CaTiO3高温下为立方晶系，低温下为正交晶系。21图2-49尖晶石型晶体结构5.AB2O4型化合物结构:尖晶石MgAl2O4尖晶石MgAl2O4的四面体空隙中，而Al3+填入的八面体空隙中的四面体空隙中，而Al3+填入的八面体空隙中的八面体空隙中以O2-作立方紧密堆积，形成4n个八面体空隙和8n个四面体空隙，Mg2+填入1/8的四面体空隙而A
