1.2. Tổng quan vật liệu
1.2.1. Sắt (III) oxit [9]
Hình 1.3. Sắt(III) oxit
Fe2O3 là oxit sắt phổ biến nhất trong thiên nhiên. Sự tồn tại của Fe2O3 vơ định hình và 4 pha tinh thể khác (α, β, γ, ε) đã được xác nhận, trong đó pha α-
Fe2O3 (hematit) có tinh thể mặt thoi hoặc lục giác, dạng như cấu trúc mạng corundum và γ- Fe2O3 (maghemite) có cấu trúc lập phương spinel là đã được
tìm thấy trong tự nhiên. Hai dạng khác là β- Fe2O3 với cấu trúc bixbyte lập phương và ε- Fe2O3 với cấu trúc trực giao đã được tổng hợp và nghiên cứu trong những năm gần đây. γ- Fe2O3 và ε- Fe2O3 có từ tính mạnh, α- Fe2O3 là phản sắt từ, trong khi β- Fe2O3 là vật liệu thuận từ.
Hematit α–Fe2O3
Hematit α–Fe2O3 là oxit bền nhất của sắt ở điều kiện thường. Nó là sản
phẩm cuối cùng trong sự chuyển hóa của các oxit sắt khác. Mặc dù từ rất sớm, các phép đo bề mặt tinh thể và X- ray đã kết luận rằng tinh thể hematit có cấu trúc mặt thoi, nhưng phải đến năm 1925 chi tiết cấu trúc hematit mới được cơng bố. Cả α–Fe2O3 và Al2O3 có cùng một dạng cấu trúc, vì vậy mà hematit cũng thường được nói là cấu trúc corundum. Cấu trúc này có thể coi như là cấu trúc mặt thoi hoặc trực giao. Các anion oxi có cấu trúc lục giác xếp chặt (đặc trưng bởi sự xen kẽ của hai lớp, nguyên tử của mỗi lớp nằm ở đỉnh của một nhóm tam giác đều và các nguyên tử trong một lớp nằm ngay trên tâm của tam giác đều của lớp bên cạnh), còn các cation sắt chiếm hai phần ba lỗ hổng 8 mặt theo dạng đối xứng. Nói cách khác các ion oxi chiếm các lỗ hổng sáu mặt và các ion sắt chỉ ở tại vị trí của các lỗ hổng tám mặt xung quanh.