스피넬은 MgA엘2영형4유사한 AB2엑스4분자 구조를 갖는 세라믹을 스피넬 구조(스피넬군이라고 함)를 갖는다고 한다.
일반적인 구조에서 정사면체(conformal) 결정에서 음이온(일반적으로 산소 또는 유황)은 폐입방격자(closed cubic lattice)의 X 위치에 배열되고 A와 B(주로 양이온을 가진 금속원자)는 팔면체와 사면체를 형성한다.
격자의 영역은 격자의 일부 또는 전부를 차지합니다.
경우에 따라 이러한 금속은 둘이 아니라 셋 또는 넷입니다.
일반적으로 X 위치는 산소이지만 이 위치에 유황이 들어가면 티오스피넬(thiospinel)이라고 합니다.
스피넬 구조
일반적인 스피넬 구조는 단위당 8면체와 4면체를 가지며, 4면체 공간은 8면체 공간보다 작습니다.
B 이온은 팔면체 공간의 절반을 차지하고 A 이온은 사면체 공간의 1/8을 차지합니다.
역 스피넬 구조에서 모든 A 및 B 양이온의 절반은 8면체에 있고 나머지 절반은 4면체에 있습니다.
스피넬 구조에서 양이온의 분포는 구조를 구성하는 금속 원자(이온)의 결정 구조 내 결정 필드 안정화 에너지(CFSE)와 관련이 있습니다.
일부 이온은 d 궤도 전자의 수에 따라 팔면체 위치 지정을 선호할 수 있습니다.
ㅏ2+ B 이온이 팔면체 위치(octaheadral)에 대한 선호도가 높을 때3+ 이온의 절반은 팔면체 위치에서 사면체 위치로 교환됩니다.
마찬가지로 B3+ 팔면체에서 이온이 불안정하면 A2+ 이온은 우선적으로 팔면체 위치에 있습니다.
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가장 중요한 스피넬 세라믹은 다음과 같습니다.
스피넬(MgAl)2영형4): 장식품으로 사용됩니다.
가나이트(ZnAl)2영형4)
헤르시나이트(FeAl)2영형4)
큐프로스피넬(CuFe)2영형4): 촉매로도 사용된다.
야콥사이트(MnFe)2영형4)
마그네시오페라이트(MgFe)2영형4)
자철광(FeFe)2영형4여기서 1은 Fe+2, 2는 Fe+3) : 주원료 철광석
아연 페라이트, (Zn,Fe)Fe2영형4)
크로마이트(FeCr)2영형4) : 셀프페인팅, 스텐레스강 제작 등에 사용됩니다.
규산아연(Zn2SiO4inverse spinel) : 녹색 형광체(삼파장 램프 등에 사용)