资源型矿物简介、硫酸钙晶须.ppt

、硫酸钙晶须制备
东北大学矿物材料与粉体技术研究中心
高鹏
第五章、非金属矿物材料
、晶须概念
晶须是指具有均一的横截面、完整的外形、完善的内部结构,长径比达到5~1000甚至更高的纤维状单晶体。晶须的长度一般为10~1000m,~10m之间,最典型晶须的直径在1m左右。
大多数晶须都是直的,其横截面一般呈方形、三角形、圆形或星型(如图1 所示),有的晶须甚至是中空的。
、晶须特性
力学性质
晶须的通性是其极高的机械强度,对于小直径晶须,其强度至少比相应的普通材料高一个数量级。
大多数晶须的强度与其直径大小有着密切关系。直径小于1m时,晶须的强度接近理论值;直径达到100m时,则晶须的强度与普通材料相差不大。
晶须的磁性
由于其小尺寸、内部结构及外形的完善性,晶须是铁磁性物质磁畴研究最理想的样品。与力学性质相似,晶须的矫顽力也比普通材料高三个数量级,接近理论计算值。
晶须直径下降,矫顽力上升,当晶须直径小于1μm后,晶须矫顽力大幅度提高。理论预测结果表明,理想铁晶体沿(100)方向被磁化后,直至反向磁场达560奥斯特后,一直处于磁化状态。
,而所有晶须所需的反向磁场值均很高,最高可达480奥斯特。在这样高的反向磁场的作用下,磁场通过晶须时,磁畴壁的移动速度比普通材料快100倍。直径小于100nm的铁磁性晶须的这一特性更加明显。
晶须的电性
晶须的电性能也十分独特,对其尺寸变化更加敏感。晶须的电性能一方面受其内部结构的高度完善性的影响;另一方面受界面的强烈作用。这里的界面包括晶须表面和晶界。晶须内部结构的完善性降低了晶须的电阻;而界面的存在增加了电子的衍射、降低了电子的平均自由程,从而使电阻上升。
硫化锌晶须的光电导性比普通硫化锌晶体高许多倍,因普通晶体中缺陷较多。
晶须的其他性质
锡晶须具有超导性,诱导锡晶须超导转变的临界磁场强度比普通锡超导材料要高得多。钛酸钡晶须具有独特的铁电性。与普通晶体相比,晶须抵抗多种物理化学过程,如溶解、蒸发、腐蚀等的能力较强。这很显然也是晶须内部和表面结构完善的结果。如铁晶须500℃时在氧气中的氧化速度比纯铁多晶样品的氧化速度慢50倍。
、硫酸钙晶须特性
硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体,具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸,其平均长径比一般为50~80。