스피넬 이란

목차

* 스피넬 이란?

* 스피넬형 구조

* 역 스피넬의 구조

본문내용

있고 단위 세포당 4개의 산소 이온이 틈새에 들어 가게 된다.
그러나 산소처럼 큰 이온이 이미 밀집 배열을 하고 있는 구조에 들어간다는 것은 이해 할 수 없기 때문에 실제의 구조는 과잉산소를 가진 구조가 아니라 양이온이 부족한 구조로 보는 게 타당할 것이다.
Υ-Fe2O3 구조는 단위세포 당 32개의 산소가 spinel에서와 마찬가지로 배열되어 있으며 211/3의 Fe 이온(혹은 Al)이온 이 보통 구조에서는 양이온에 의해 차지되 는 24개의 자리에 무작위로 들어 비어 있는 구조이다. 그러므로 평균 22/3가 비 어 있는 구조이다. 구조로 볼 때 산화에 의해 Fe2O4가 Υ-Fe2O3로 전이하는 것을 쉽게 이해 할 수 있다.
Fe2O4의 단위세포는 8개의 Fe2+, 16개의 F4+, 32개의 O2-이온을 때는 별도의 5 1/3Fe3+ 이온이 도입되어 22/3자리가 비게 된다. 같은 방법으로 spinel에서 Al2O3 이 고용이 쉽게 일어난다. MgAl2O4에서 Mg대신 Al을 치환 하여 Al함량을 점진적 으로 증가 시킬 수 있을 것이다. 다른 고용체에서는 구조 내의 가른 곳에서 동시 에 치환이 일어나 전기적 중성이 유지되어야 한다. 하지만 여기서는 단순히 양이 온이 차 있던 자리가 빔으로서 전기적 중성이 유지되어야 한다.
치환이 완전히 끝나게 되면 단위 세포당 22/3 자리가 비어 22/3 자리가 비어
Υ-Al2O3생긴다.
* 역 스피넬의 구조
: 사면체 위치를 Y3＋이 차지하고 또 팔면체 위치를 X2＋과 Y3＋이 절반씩 차지하고 있 는 것을 역 스피넬구조(Inverse Spinel structure)라고 한다.
어느 것이나 단위격자 속에는 XY2O4 가 8개 포함되어 있다. 이러한 구조를 가진 결정은 강자성 또는 페리자성을 나타내는 것이 많다. Fe3O4 도 이런 예이며, Fe3＋(Fe2＋Fe3＋)O4 로 나타낼 수 있는 역 스피넬구조이다.
- B(AB)O4 결정
A2+ 이온이 Octahedral site 32개 중에 1/4에 들어가고, B3+ 이온은 8개가 Octahedral site 의 1/4에 나머지 8개가 tetrahedral site에 들어간다. 그 예로서 MgFe2O4의 산소 배 열은 정상 Spinel구조와 똑같으나 양이온 배열은 다른 것을 알 수 있다. 즉 사면체 틈이 Mg로 차 있지 않고 Fe3+의 반으로 차 있으며, 나머지 반과 Mg2+로는 무작위로 팔면체 틈을 채우고 있다.

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