金刚砂(SiC)、石英(SiO2)和刚玉(Al2O3)的结构和化学键
金刚砂(SiC)是人工合成的一种磨料,其硬度仅次于金刚石(C),是由第IVA 主族中相邻的两种元素组成的共价键晶体,其结构为立方ZnS型。除了相同元素所形成的共价键外,由不同元素形成的共价键或多或少都具有一定的离子性 。由于组成SiC的两种元素为同族相邻元素,两者电负性差较小(Si 1.90,C 2.55)。因此,其化学键是共价性较强的共价键,而离子性成分很弱,约占9% 。
石英是二氧化硅晶体,质地坚硬有脆性。石英是晶体中(SiO4)4 - 硅氧四面体的四个顶点都用以相互联接而形成的无限三维骨架,化学式为Si02,有三个变体:石英、磷石英 、白硅石, 自然界中常见的石英晶体为石英-a,硅氧四面体中Si-0 以共价键联结,由于Si、0电负性差较大(Si 1.90,O 3.44),因此Si-0共价键离子性很强,离子性百分数为47%。
在刚玉(Al2O3-a)结构中02- 成六方密堆积,Al3+占有2/3的O2-八面体空隙。Al和0之间电负性(A1 1.61,0 3.44)差为1.83,可判断A1-0之间形成离子键,离子性百分数为55%左右,与Si-0键较接近。
磨料磨损主要影响因素及其预防措施
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