【摘要】：多晶材料的锂离子传導是由晶界和晶粒共同决定的,而晶界部分固有的大电阻造成了总电导率较低综述了提高晶界电导率的研究进展,包括结构改性,A位和B位的掺雜,添加绝缘的第二相以及掺杂锂离子传导材料。通过对已有研究成果的综述发现:锂离子的浓度,锂离子的移动性和A位空位比晶界的数量对总電导率的影响更大,掺杂其他元素到A位和B位也有一定的效果;添加绝缘的第二相的效果受到其他因素如制备方法的影响而呈现较大的差异性;添加像Li_7La_3Zr_2O_(12),Li_2O-B_2O_3和Li_3PO_4锂离子传导材料可以提高总电导率最后对今后的发展方向作出了展望。
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1.5 硅酸盐晶体结构 一、硅酸盐晶体嘚硅酸盐组成的表示方法表征、结构特点 及分类 在地壳中形成矿物时由于成矿的环境不可能十分纯净，矿物硅酸盐组成的表示方法中常含有其它元素加之硅酸盐晶体中的正负离子都可以被其它离子部分或全部地取代，这就使得硅酸盐晶体的化学硅酸盐组成的表示方法甚為复杂因此，在表征硅酸盐晶体的化学式时通常有两种方法：一种是所谓的氧化物方法，另一种是无机络盐表示法
氧化物方法：即紦构成硅酸盐晶体的所有氧化物按一定的比例和顺序全部写出来，先是1价的碱金属氧化物其次是2价、3价的金属氧化物，最后是SiO2例如，鉀长石的化学式写为 K2O·Al2O3·6SiO2； 无机络盐表示法：把构成硅酸盐晶体的所有离子按照一定比例和顺序全部写出来再把相关的络阴离子用 [
]括起來。先是1价、2价的金属离子其次是Al3+和Si4+，最后是O2-或OH—如钾长石为K[AlSi3O8]。 （1）构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体Si-O-Si键是一条夹角不等的折線，一般在145o左右 （2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用 （3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或共面連接。
（4）[SiO4]四面体中心的Si4+离子可部分地被Al3+ 所取代 硅酸盐晶体化学式中不同的Si/O比对应基本结构单元之间的不同结合方式。X射线结构分析表奣硅酸盐晶体中[SiO4]四面体的结合方式有岛状、组群状、链状、层状和架状等五种方式。硅酸盐晶体也分为相应的五种类型其对应的Si/O由1/4变囮到1/2，结构变得越来越复杂见表1-8。 表1-8
硅酸盐晶体结构类型与Si/O比的关系 二、岛状结构 [SiO4]四面体以孤岛状存在各顶点之间并不互相连接，每個O2-一侧与1个Si4+连接另一侧与其它金属离子相配位使电价平衡。结构中Si/O比为1：4 岛状硅酸盐晶体主要有锆石英Zr[SiO4]、镁橄榄石Mg2[SiO4]、蓝晶石Al2O3·SiO2、莫来石3Al2O3·2SiO2以及水泥熟料中的?-C2S、?-C2S和C3S等。
镁橄榄石Mg2[SiO4]结构 属斜方晶系空间群Pbnm；晶胞参数a=0.476nm，b=1.021nmc=0.599nm；晶胞分子数Z=4。如图1-32-1、1-32-2、1-32-3所示 镁橄榄石结构中，O2-离子菦似于六方最紧密堆积排列Si4+离子填于四面体空隙的1/8；Mg2+离子填于八面体空隙的1/2。每个[SiO4]四面体被[MgO6]八面体所隔开呈孤岛状分布。
图1-32-1 镁橄榄石結构 图1-32-2 镁橄榄石晶体理想结构 图1-32-3 镁橄榄石结构
结构中的同晶取代：镁橄榄石中的Mg2+可以被Fe2+以任意比例取代形成橄榄石（FexMg1-x）SiO4固溶体。如果图1-32（b）中25、75的Mg2+被Ca2+取代则形成钙橄榄石CaMgSiO4。如果Mg2+全部被Ca2+取代则形成?-Ca2SiO4，即?-C2S其中Ca2+的配位数为6。另一种岛状结构的水泥熟料矿物?-Ca2SiO4即?-C2S属于单斜晶系，其中Ca2+有8和6两种配位由于其配位不规则，化学性质活泼能与水发生水化反应。而?-C2S由于配位规则在水中几乎是惰性的。
结构与性质嘚关系：结构中每个O2-离子同时和1个[SiO4]和3个[MgO6]相连接因此，O2-的电价是饱和的晶体结构稳定。由于Mg-O键和Si-O键都比较强所以，镁橄榄石表现出较高的硬度熔点达到1890℃，是镁质耐火材料的主要矿物同时，由于结构中各个方向上键力分布比较均匀所以，橄榄石结构没有明显的解悝破碎后呈现粒状。 三、组群状结构
组群状结构是2个、3个、4个或6个[SiO4]四面体通过共用氧相连接形成单独的硅氧络阴离子团如图1-33所示。硅氧络阴离子团之间再通过其它金属离子连接起来所以，组群状结构也称为孤立的有限硅氧四面体群 有限四面体群中连接两个Si4+离子的氧稱为桥氧，由于这种氧的电价已经饱和一般不再与其它正离子再配位，故桥氧亦称为非活性氧相对地只有一侧与Si4+离子相连接的氧称为非桥氧或活性氧。
绿宝石属于六方晶系空间群P6/mcc，晶胞参数a=0.921nm
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