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鄒小姐：13326633089 -
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對于材料來說，各種宏觀性質源出于本身的微觀結構，晶體內部原子的排列具有周期性，外部呈現出規則外形，比如鉆石。早年受限于檢測技術，只得通過晶體的2D形狀綜合建立3D圖像，如今應用SEM和FESEM可直接觀察到晶體形狀，并借助于能譜儀和波譜儀表征其元素組成，對于材料制備及應用技術的研究發展是一大推動。
形狀規則的晶體
剛玉、鎂鋁尖晶石、莫來石和方鎂石都是最被熟知的，也是構成無機材料的主要物相，下面小編將從晶體微觀結構的角度帶大家看看這幾種材料的獨特結構性質。
一、剛玉
天然存在的α型氧化鋁晶體叫做剛玉，常因含有不同的雜質而呈現不同的顏色。剛玉一般呈帶藍或帶黃的灰色，有玻璃或金剛光澤，密度在3.9-4.1g/cm3，硬度8.8，僅次于金剛石和碳化硅，能耐高溫。
顏色各異的剛玉
由于天然剛玉產量供不應求，因此工業上用的剛玉多為人造剛玉。隨著加工工藝和參雜的其它元素成分的不同，剛玉可分為白剛玉、棕剛玉等多種類型，應用于精密鑄造、耐火材料、陶瓷、電子絕緣保護材料等。
在1200 ~ 1300℃溫度范圍內煅燒水鋁石等前驅體可得到納米級粒狀氧化鋁，而經1600℃保溫6 h燒后的水鋁石可獲得20 ~30um、自形發育程度不同的剛玉晶體。
納米氧化鋁團聚體
剛玉晶體
二、鎂鋁尖晶石
鎂鋁尖晶石（magnesia-alumina，MA）是具有尖晶石結構的氧化物中的一種，化學表達式為MgAl2O4，是MgO-Al2O3二元系中唯一的二元化合物，它與MgO、Al2O3之間彼此都能部分固溶，形成有限固溶體。
鎂鋁尖晶石是高熔點(2135℃)的耐火材料，具有較高的抗渣侵蝕性、抗熱震性和高溫耐壓強度高，優質的預合成尖晶石為不定形及定形高純耐火材料的生產提供了新的原料，因此得到了廣泛的應用。
鎂鋁尖晶石
1. MA自形晶
MgAl2O4的自形晶（晶體形狀與構造吻合）為典型的立方晶系正八面體。許多晶體生長過程受析晶環境的影響和制約，只有部分自熔體（液相）中析出的晶體可保持自形，至于多晶燒結材料則難以呈現自形生長形貌。MA除液相析晶外，固相和亞固相燒結材料亦可一定程度地保持自形。
經1600℃燒結，MA晶體自形化的效果很明顯，但晶體尺寸也不過2~3 um，而且觀察不到晶體長大的過程。通常，以氧化物為原料燒結合成的尖晶石材料中的晶體尺寸可達10 ~ 30 um，因溫度和作用時間的不同，可以呈現出各種晶面生長形貌，但不似自形化形貌規整。
自形的MA晶體形貌
2. MA晶體的臺階生長
晶體的臺階生長是常見現象，特別是經燒結過程形成的尖晶石，在一定溫度下會隨著時間的延長、臺階群的增長而促使晶體長大。
MA 晶體的臺階生長形貌
三、莫來石
莫來石(3Al2O3·2SiO2)是唯一一種在常壓下存在的二元Al2O3-2SiO2相物質。它是一種優質的耐火材料，還可以作為低介電常數基片材料，具有膨脹均勻、熱震穩定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點，被廣泛應用于冶金、玻璃、陶瓷等領域，因為天然莫來石很少，所以常見的為燒結和電熔莫來石。
電熔莫來石
莫來石屬于斜方晶系，具有長柱狀結晶習性，但自形發展常受到環境限制，只有當存在一定液相時析晶（或剛玉與液相發生包晶反應）而呈柱狀結晶。對比之下，包晶生成的莫來石與液相析晶及均勻的固相反應生成的莫來石相比，組成不均勻。
液相析晶及均勻固相反應的莫來石形態
莫來石分為3種類型：α-莫來石，相當于純的3Al2O3·2SiO2，簡稱3:2型；β-莫來石，固溶有過剩的Al2O3，晶格略顯膨脹，簡稱2:1型；γ-莫來石，固溶有少量TiO2和Fe2O3。
四、方鎂石
方鎂石(periclase)，是一種鎂的氧化物礦物，化學成份為MgO，一般為無色到淺灰色的玻璃狀顆粒，也有綠色、黃色或黑色的，屬于立方系，其自形晶為六面體和八面體，亦可成為多種形狀，如電熔材料中常有柱狀晶和纖維狀晶等。
方鎂石可以作用制作高級耐火材料（如鎂鋁磚、方鎂石-尖晶石磚），還用于制無線電陶瓷零件，以及電熱器的填料，生產鎂粘合劑，粘膠，隔熱材料等產品，在橡塑中用作填充型阻燃劑。除此之外，還可以用作微晶玻璃、熱電偶、高溫電纜、電熱電阻器的絕緣材料等優質原料。
1. 致密化的多晶結構
致密化的燒結方鎂石不具備自由生長空間，只在不同程度的粒狀范圍內生長，因晶間結合狀態而呈現不同的形狀和大小。方鎂石晶體有明顯的直齒形輪廓，晶內多微孔，這些包裹于晶內的微孔將不易消失，直至晶體熔融。
含晶內微孔的方鎂石
2. 特異形貌
固相和亞固態燒結的方鎂石材料中的晶體形狀會因生長空間的條件局限而呈現奇異的表面形態。
方鎂石自由生長的形貌
3. MgO纖維
MgO在低氧分壓、高溫作用下，會蒸發并形成纖維狀結晶，在長時間作用下甚至在1500～1600 ℃便會蒸發而纖維化。如以鎂鋁磚砌筑燒成帶的隧道窯襯磚，經數年使用后拆取殘磚，可觀察到各種形態的方鎂石纖維。
不同形態的纖維狀結晶
參考來源：
方鎂石、剛玉、尖晶石、莫來石等晶體特異形貌的表征，高振昕、張巍、黃振武、衛曉輝（中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司、濮陽濮耐高溫材料股份公司）。
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