spinel
简介
原始化学式为MgAl2O4的矿物，称为尖晶石.后来把具有这种矿物的晶体结构的化合物统称为尖晶石型化合物.在磁性材料中，将具有 一般化学式MFe2O4和尖晶石晶体结构的一大类复合氧化物磁性材料称为尖晶石型铁氧体，其中M为二价金属离子，如Ni2+，Mn2+，Co2+，Zn2+等.尖晶石的晶体结构属于立方晶系，具有比较复杂的面心立方点阵，空间群为O7h(F3dm )，每一晶胞含8个A2+B3+2O2-4 的化学式，即含24个阳离子和32个阴离子.图中示出尖晶石晶胞中的一部分离子排列(晶胞中两个1/8分区的离子排列).在8个分区中，凡只共有一边的分区(如1 ，4，6，7分区)，具有相同的离子分布，而共有一面(如1与2)或只共有一顶点(如1与8)的两分区则具有不同的离子分布.图中阳离子A2+(小圆)在4个阴离子(O2-，大圆)形成的正四面体的中心(称为四面体晶位或A晶位)，阳离子B3+(带斜线小圆)在6个阴离子(O2-，大圆)形成的正八面体中心(称为八面体晶位或B晶位).每个尖晶石晶胞中共有64个四面体(A)晶位和32个八面体(B)晶位，但只有1/8的A晶位和1/2的B晶位为阳离子有规律地占据，以满足晶体结构对称性的要求.如果所有的A2+离子占A晶位，所有的B3+离子占B晶位，则称为正(型)尖晶石，用(A2+)[B3+B3+]O4表示(圆括号( )表示A晶位，方括号[ ]表示B晶位).如果一半的B3+离子占A晶位，一半的B3+离子和全部A2+离子占B位，则称为反(型)尖晶石.介于这两种分布之间的阳离子分布，则称为混合(型)尖晶石.在尖晶石型铁氧体(M2+Fe3+2O4)材料中，M2+和Fe3+离子都可以用其他不同价的金属离子进行代换，只要满足总阳离子价为8，总阳离子数为3的要求，O2-离子亦可用S2-、Se2-、Te2-或其他阴离子代换，只要满足总阴离子价为8、总阴离子数为4的要求.这样通过离子代换可以获得多种磁性能和多种应用的尖晶石型铁氧体材料，如(Ni，Zn) Fe2O4，(Mn，Zn) Fe2O4，CuCr2S4等.作磁记录粉材料的γ-Fe2O3是一种有阳离子空位的尖晶石型铁氧体，可写成□1/3 Fe8/3O4的化学式(□表示阳离子空位).在实际材料中，产生少量的阳离子空位和阴离子空位都是可能的.尖晶石型材料在耐火材料和彩釉材料中也有应用.
尖晶石晶胞的一部分离子排列