薄片状出现，薄片直径约为0.2—1微米，厚度只有几百埃，如图1—72所示。其六角形是由[SiO4]四面体的择列形成的。晶体生长时在a、b轴方向没有什么阻碍，而在垂直方向结合力弱、生长及结合也较困难。
高岭石中[SiO4]四面体的Si4+离子及[AlO2（OH）4]八面体中的Al3+离子可以分别为三价Al3+离子及二价Mg2+离子所取代，造成电价不平衡，使高龄土带负电，因而表面吸附正离子，粘土结构的这个特点和粘土水系的性质有很大关系。
高岭石结构略经变化就可得到多水高岭石及叶蛇纹石。
图1—72 高岭土的电子显微照片
多水高龄石（叙永石、埃洛石） 其化学式为A12O3·2SiO2·nH2O，含水有一定限度，n在4～6之间。它结构上的特点是有层间水夹在高岭石的各复合层之间，其余完全和高岭石一样，简图可参看图1—73。层间水使c轴方向伸长，层间水的结合力是很弱的，容易排除。由于层间水抵捎了很大一部分氧键的结合力，故各层间有一定的自由活动性。
表1-18 层状硅酸盐的结晶学数据 层状结 构中的 层数 八面体填充情况 二八 面体 √ √ √ √ √ √ √ √ 三八 面体 √ √ √ √ √ √ √ 高岭石 地开石 珍珠陶土 叙永石 叶蛇纹石 叶蜡石 蒙脱石 滑 石 皂 石 白云母 金云母 伊利石 蛭 石 Al2[（OH）4/Si2O5] Al2[（OH）4/Si2O5] Al2[（OH）4/Si2O5] Al2[（OH）4/Si2O5]·H2O Mg3[（OH）4/Si2O5] Al2[（OH）2/Si4O10] Al2[（OH）2/Si4O10] ·H2O Mg3[（OH）2/Si4O10] Mg3[（OH）2/Si4O10] ·H2O KAl2[（OH）2/AlSi3O10] KMg3[（OH）2/AlSi3O10] （K,H）Al2[（OH）2/AlSi3O10] Mg0.33(Mg,Al)3[（OH）2/AlSi3O10] ·H2O 5．14 8．93 7.14 5．15 8．94 2×7.14 5．14 8．94 6×7.2 5．15 8．0 10.1 5．30 9．20 7.46 5．15 8．92 2×9.2 5．15 8．94 15.2 5．27 9．12 2×9.4 5．33 9．21 2×15.4 5．19 9．04 2×10.0 5．33 9．23 10.3 5．19 8．99 2×10.1 5．33 9．2 2×14.4 °30′ 96°44′ 90°20′ 100°12′ 91°24′ 99°55′ 90° 100° 97° 95°30′ 100°12′ 94°40′ 97° 矿物名称 理想的化学式 a b c β ①2 3 4 绿泥石 5．3 9．2 14.3 97° ①表内除高岭石外都是单斜晶系，高岭石是三斜晶系，它的α=91°48′，γ=90°。 叶蛇纹石 相当于在高岭石的八面体中用Mg2+离子替代了Al3+离子，为使化合价平衡就要用三个Mg2+离子采替代二个Al3+离子。这样八面体空隙就充满了，成为三八面体，其结构简图可见图1—74。化学结构式如下：
（OH）3 八面体层 Mg3
O2，OH=3MgO·2SiO2·2H2O或 四面体层 Si2 Mg[（OH）4/Si2O5]
{ {
O3
1.8.4.2 三层矿（2∶1层状硅酸盐）
叶蜡石 它的分子式为A12O3·4SiO2·H2O，由两层硅氧四面体[SiO4]和一层八面体（Al，O，OH）组成，其结构1奇图可见图1—73。它的化学结构式可表达为 O3 四面体层 Si2
O2，OH=Al2O3·4SiO2·H2O或Al2[（OH）2/Si4O10] 八面体层 Al2 O2，OH 四面体层 Si2
{ { {
O3
图1-73 多水高岭石结构简图 图1-74 叶蛇纹石结构简图 它与高岭石的区别在于 （1）由两层变为三层：
（2）铝离子的八面体由原来[AlO2（OH）4]变为[AlO4（OH）2]；
（3）复合层的两端，由原来高岭石的一端为氧原子，一端为氢氧犀子团，变为两端均为氧原子。
晶体结构的这个特点反映在点阵常数上，高岭石与叶蜡石的a、b非常接近，至于c值，当然叶蜡石的要较大。在叶蜡石复合层之间的结合力是范氏力。
蒙脱石 蒙脱石是膨润土的主要成分，又称为微晶高岭石，化学式为A12O3·4SiO2·H2O十nH2O，它由叶蜡石含层间水组成.图1—76是其简图。蒙脱石与多水高岭石不同，后者含水量有限，而前者的含水上限量可变，故层间水距离可变，因此膨润性好，遇水能显著膨胀.这两者之间所以有这样区别，可能与复合层间的结合力本质不同有关。自然界中的膨润土在复合层之间夹杂有较多的阳离子，这可能是结构层中的Al3+离子被Mg2+离子取代而显负电性的结果。
滑石 滑石是硅酸盐工业常用的一种原料，在电子陶瓷中它是滑石瓷的主要原料。我国辽宁海城等地盛产滑石，质地优良，驰名中外。滑石的化学式为3MgO·4SiO2·H2O，它与叶蜡石的区别只是３个镁离子Mg2+替代了叶蜡石中的２个Al3+离子，这样就成了三八面体的三层结构硅酸盐。其简图可以看图1—77。化学结构式可表达为 O3 四面体层 Si2
图1—75 叶蜡石结构简图
O2，OH=3MgO·4SiO2·H2O或Mg3[（OH）2/Si4O10]
{ {
八面体层 Mg3 O2，OH 四面体层 Si2
O3
云母类 我们以白云母为例说明云母结构的特点，它可由叶蜡石演化而来。当叶蜡石中硅氧四面体内的Si4+离子有规律地每四个有二个被Al取代，为了取得电价平衡，同时在复合层间增加了一个K+离子，就形成了白云母。其化学结构式为： 层间离子 K O6
四面体层 Al，Si3
O4<;，（OH）2=K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
八面体层 Al4 或KAl2[（OH）2/AlSi3O10] O2，（OH）2 四面体层 Al，Si3 O6
{
{
{ {
层间离子 K
图1-76 蒙脱石结构简图 图1-77 滑石结构简图
如以二价的Mg2+离子取代白云母内八面体间隙中的铝离子Al3+，则形成金云母，它属于三八面体三层结构型，分子式为KMg3[（OH）2/AlSi3O10]。黑云母与金云母相似，只是二价离子中有较多铁离子Fe2+，故其分子式为K（Mg，Fe）3[（OH）2AlSi3O10]。 综上所述，我们可以把层型硅酸盐结构的相互关系用下表来表示： 双层结构 三层结构 皂石 蛭石 +层间水 +层间水 叶蛇纹石 变三层 滑石 -Si+Al+K 金云母 三八面体 二八面体 -2Al+3Mg -2Al+3Mg -2Al+3Mg 高岭石 变三层 叶蜡石 -Si+Al+K 白云母 +层间水 +层间水 叙永石 蒙脱石
1.8.5 骨架状硅酸盐
所谓骨架硅酸盐就是硅氧四面体在空间组成三维网络结构的硅酸盐，典型的骨架状硅酸盐就是硅石SiO2本身。
硅石有三种形式，即石英、鳞石英及方石英（白硅石），这三种形式都以硅氧四面体连 成骨架，只是四面体的连接方式有些不同，它们各有一定的稳定遍度范围。即
1.16 陶瓷材料的晶体相结构[2]
陶瓷材料是金属元素和非金属元素的化合而成的物相，如Al2O3，无机玻璃、粘土制品，Pb（Zr、Ti）O3压电材料等，金属氧化物是最常见的，有几百种化合物陶瓷化合物在热和化学环境中比它的组元更为稳定；如作为化合物的Al2O3就比单独的Al和O更为稳定
比它们的相应组元包含更为复杂的原子配位，陶瓷的晶体中没有大量自由电子，电子通过共价键与相邻原子共有，或通过电子转移而形成离子键,形成以离子键为主的离子晶体（MgO，Al2O3）或共价键为主的共价晶体（SiC，Si3N4）陶瓷的晶体结构特征
? 晶体结构复杂，原子排列不紧密
? 晶体相是陶瓷基本相，决定陶瓷的力学、物理、化学性能 ? 配位数低
? 没有大量自由电子
陶瓷的晶体结构分类
? 离子键结合的陶瓷：MgO，ZrO2，CaO，Al2O3 等金属氧化物 ? 共价键结合陶瓷：SiC，Si3N4，纯SiO2高温相
陶瓷的键合方式决定着陶瓷的力学、物理、化学性能，陶瓷比相应的金属或聚合物更硬，对变形具有更大的抗力，而往往缺乏塑性
某些陶瓷的介电性、半导体性和磁学特性对设计或利用电子线路器件特别有用 1.16.1 离子键结合的陶瓷晶体结构 离子键结合的陶瓷晶体中，两种异号离子半径比值决定了配位数，配位数直接影响晶体结构，如表所示
离子键结合的陶瓷晶体结构
离子化合物结构与正常价化合物基本相同结合键主要为离子键有一定比例的共价键有确定的成分，可用准确分子式表示 1.AX型陶瓷晶体 2.AmXp型陶瓷晶体
3.复杂化合物： a）AmBnXp型结构； b）固溶体 4.硅酸盐
AX化合物的特征
A原子只被做为直接邻居的X原子所配位，X原子也只有A原子作为第一邻居。所以A和X原子或离子是高度有序的
形成AX化合物时，使两种原子数目相等而且具有如上所述的有序配位的三种方法（原型）
CN=8的CsCl型 CN=6的NaCl型 CN=4的ZnS型
AX型离子键结合陶瓷晶体结构 CsCl具有简单立方的原子排列 NaCl、ZnS具有面心立方的排列
NaCl可以看成由两个面心立方点阵穿插而成的超点阵，将Na+和Cl－看成一个集合体，即一个结点，此结构则为FCC结构，单胞离子数为4个Na+和4个Cl－