【摘要】：陶瓷材料中的硅质原料主要是指石英类原料。石英的三种主要变体α-石英、α-鳞石英和α-方石英结构上的主要差别在于硅氧四面体之间的连接方式不同，见图9.5。在α-鳞石英中，两个共顶的硅氧四面体之间相当于有一对称面。三种石英中硅氧四面体的连接方式不同，它们之间的转变将拆开Si—O键，重新组合成新的骨架，因此，它们之间的转变属于重建相变。
9.2 石英类原料晶体化学
陶瓷材料中的硅质原料主要是指石英类原料。石英是作为瘠性原料加入陶瓷坯料中，是陶瓷坯体主要组分之一。在陶瓷生产中，无论是在坯体成形还是烧成工艺方面，石英都有重要的影响。石英在不同的热力学条件下有不同的变体，常压下可分为三个系列:石英、鳞石英和方石英，三个系列间的转变关系如下:
在上述七种变体中，同一系列(即纵向)之间的相变不涉及晶体结构中键的断裂和重建，仅是键长、键角的调整，转变迅速且可逆，属于位移相变。不同系列(即横向)之间的转变，如α-石英和α-鳞石英、α-鳞石英和α-方石英之间的相变涉及键的断裂和重建，转变速度缓慢，属于重建相变，图9.4是重建相变和位移相变的示意图。
图9.4 位移性和重建性转变示意图
石英的三种主要变体α-石英、α-鳞石英和α-方石英结构上的主要差别在于硅氧四面体之间的连接方式不同，见图9.5。在α-方石英中，两个共顶连接的硅氧四面体以共用O2－为中心处于中心对称状态。在α-鳞石英中，两个共顶的硅氧四面体之间相当于有一对称面。在α-石英中，相当于在α-方石英结构基础上，使Si—O—Si键由180°转变为150°。三种石英中硅氧四面体的连接方式不同，它们之间的转变将拆开Si—O键，重新组合成新的骨架，因此，它们之间的转变属于重建相变。
(a)存在对称中心;(b)存在对称面;(c)无对称中心和对称面
图9.5 硅氧四面体的连接方式
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