أسباب الصلابة العالية للإسبنيل

 

التركيب البلوري للإسبنيل هو نظام بلوري مربع، وتحتوي كل خلية إسبينل على ثمانية أكاسيد مكعبة وأكسيد ثماني السطوح. يمتلك أكسيد ثماني السطوح قطرًا أكبر من الأكسيد المكعب، مما يؤدي إلى حجم خلية أكبر من البلورات الأخرى.

الزيادة في حجم الخلية تجعل المسافة بين ذرات الإسبنيل أكبر والروابط الكيميائية أكثر استرخاءً، مما يجعل الإسبنيل يتمتع بصلابة أعلى.

وفي الوقت نفسه، يُظهر الإسبنيل درجة عالية من التماثل في نقاط الشبكة، والبنية البلورية مستقرة جدًا وليست عرضة للتشويه أو التزييف، مما يؤدي أيضًا إلى صلابة الإسبنيل.

هيكل المستعبدين

يتمتع الإسبنيل بقوة ترابط قوية جدًا، وهيكل الترابط الخاص به عبارة عن هيكل مختلط من تنسيق رباعي السطوح وثماني السطوح، ويبلغ طول ضلع الرباعي السطوح 0.5 نانومتر، وقطر المجسم الثماني 1 نانومتر.

نظرًا لأن قطر أكسيد ثماني السطوح أكبر من قطر أكسيد رباعي السطوح، فيمكنه تكوين روابط تنسيق أقوى مع ذرات الأكسجين المحيطة، وبالتالي تضخيم قوة الترابط.

بالإضافة إلى ذلك، تتأثر قوة الترابط في الإسبنيل أيضًا بالعمل المزدوج للرابطة الكيميائية والرابطة الأيونية، حيث تتداخل السحابة الإلكترونية لتشكل تفاعلًا قويًا، بينما يمكن للرابطة الأيونية أن تشكل بنية بلورية أكثر استقرارًا من خلال الترتيب المتدرج للرابطة الأيونية. نفس الأيونات.

التركيب الكيميائي

تتأثر صلابة الإسبنيل أيضًا بالتركيب الكيميائي، بشكل عام، يحتوي معظم الإسبنيل على الألومنيوم، وسيقلل الحديد من صلابة الإسبنيل، مما يؤدي إلى زيادة الهشاشة.

بالإضافة إلى ذلك، هناك عناصر معدنية أخرى في الإسبنيل، مثل النحاس والزنك والمغنيسيوم وغيرها، يمكن أن تشكل إضافتها هجينًا، مما يزيد من ثبات وصلابة الإسبنيل.

بالطبع، تؤثر التركيبات الكيميائية المختلفة أيضًا على اللون ومعامل الانكسار وخصائص الإسبنيل الأخرى، والتي لن تتكرر هنا.

تنجم العيوب البلورية عن حقيقة أن الذرات الموجودة في خلايا الإسبنيل لا يمكن ملؤها بالكامل. يتم تنشيط هذه العيوب على السطح البلوري أو في نظام الفونون، مما قد يجعل تركيبها الذري يتأثر بالتشوه والالتواء والخلع وما إلى ذلك، مما يؤدي إلى بنية بلورية أكثر تعقيدًا للإسبنيل وزيادة الصلابة.

العيوب البلورية الشائعة في الإسبنيل، مثل الشغور الهوائي، وتداخل الحديد، وعيب مصفوفة الأكسجين وتلف عدم التوازن، لها تأثير معين على زيادة صلابة الإسبنيل.

حالة التوتر

تشير حالة الإجهاد إلى تأثير حالة الإجهاد والقوة والاتجاه على الخواص الميكانيكية للمادة.

عندما يتم تطبيق الضغط على السطح أو سطح التلامس للمادة، ستتغير قوة واتجاه البنية البلورية للإسبنيل، مما يجعل سطحه أكثر صلابة، وبالتالي زيادة صلابة الإسبنيل.

بالإضافة إلى ذلك، في عملية التصنيع أو النقش الكيميائي، ستتغير أيضًا حالة الضغط لسطح بلورة الإسبنيل، مما يجعل السطح أكثر كثافة ويزيد من صلابة الإسبنيل.

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO الحراريات والكشط المحدودة