中文名 | 電氣石-水晶 | 外文名 | Tourmaline-Crystal |
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主要用途 | 科學(xué)研究 | 保存單位 | 重慶自然博物館 |
重慶自然博物館 2100433B
科學(xué)研究
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你好: 電氣石是一種硼硅酸鹽結(jié)晶體,電氣石的人工藝品名叫碧璽,并且可含有鋁、鐵、鎂、鈉、鋰、鉀等元素。正是由于這些化學(xué)元素,碧璽可呈現(xiàn)各式各樣的顏色,自身具有微弱的能量,是傾向吸收性的寶石。因為“碧璽...
電氣石涂料挺不錯的,是一種天生帶電表面呈淺灰色的高品質(zhì)礦物材料,它采用高科技的加工手段與材料復(fù)合技術(shù)制備的多功能空氣凈化材料。產(chǎn)品具有釋放負離子和抗菌特性,與建筑內(nèi)墻涂料復(fù)合,可由此賦予涂料空氣凈化功...
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利用偏振喇曼光譜(PRS)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)研究了三種不同成因電氣石單晶的振動譜學(xué)特征。PRS研究表明電氣石結(jié)構(gòu)中三個陰離子團(即[Si6O18]12-、[BO3]3-、[OH]-)的喇曼光譜在平行。軸方向(//NE)比垂直c軸方向(//No)敏銳,而且[OH]-喇曼光譜只在平行c軸的PRS中才觀察到。不同成因電氣石中[OH]-占位不同。結(jié)合FTIR研究發(fā)現(xiàn)在偉晶型和熱液型的電氣石的隧道中還存在結(jié)晶水。這些發(fā)現(xiàn)不但在晶體化學(xué)、礦床成因方面有意義,而且為此類含水電氣石的改性(如顏色、透明度、壓電性及熱電性等)提供了新思路。
有學(xué)者將電氣石分為鎂鐵鋰電氣石、鈣鎂電氣石、鈉錳電氣石、布格電氣石四個礦物種。
(1)鎂鐵鋰電氣石:Na(MgFeAlLi)3Al6(BO3)3(Si6O18)(O,OH,F(xiàn))4
根據(jù)三元完全類質(zhì)同象(類質(zhì)同象是在一種晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中﹐本來完全可由某種離子或原子占據(jù)的位置﹐部分地由性質(zhì)類似的他種離子或原子所占據(jù)﹐共同形成均勻的﹑單一相的混合晶體的現(xiàn)象。一般而言,相互替代的原子或離子的半徑接近,離子類型和化學(xué)鍵相同或相近,則比較容易形成類質(zhì)同象替代,同時還要能保持電價平衡 )種的劃分分為三個亞種 :
鎂電氣石 (Dravite):NaMg3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
鐵電氣石 (Schorl):NaFe3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
鋰電氣石 (Elbaite):Na(Li1.5Al1.5)Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)3(OH)
(2)鈉錳電氣石:NaMn3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
(3)鈣鎂電氣石:CaMg3(Al5,Mg)(BO3)3(Si6O18)(OH)4
(4)布格電氣石:NaFe3 3Al6(BO3)3(Si6O18)O3F
電氣石按其顏色的不同,主要可分為黑色電氣石和彩色電氣石。其中,彩色電氣石又可分為紅色、藍色、綠色、黃色等。通常黑色富鐵 ;粉紅色富鋰、錳 ;褐色、黃色富鎂 ;綠色富鉻。其中,一般我們所見的為黑色電氣石,主要有鐵電氣石、布格電氣石等。
鈣電氣石是一種成分接近ca(al,li),a16b3si6o27(oh,f)4+的電氣石,故也稱"鈣鋰電氣石"。折射率約no=1.637,ne=1.621;重折率0.016、相對密度3.02左右。以馬達加斯加偉晶巖中所產(chǎn)的最為著名,晶體常較粗大,其中以紅色為最優(yōu)質(zhì),次有藍色、玫瑰紅色、紫色、黃色和綠色等品種。
電氣石是一類環(huán)狀硅酸鹽礦物,其結(jié)構(gòu)通式可表示為XY3Z6Si6O18(BO3)3W4,式中X=Na 、Ca2 、K 、空位, Y=Mg2 、Fe2 、Mn2 、AI3 、Fe3 、Mn3 、Li ,Z=AI3 、Fe3 、Cr3 、Mg2 ,W=OH-、F-、O2-。其中X,Y,Z三位置的原子或離子種類不同會影響電氣石的物理性質(zhì)。晶體結(jié)構(gòu)的對稱性為R3m。電氣石的主要礦種有鐵電氣石(Sehorl)、鎂電氣石(Dravite)和鋰電氣石(Elbaite)等。
主要電氣石族礦物及其密度如下表 :
名稱 | 密度/g·cm |
鋰電氣石 | 2.84-3.1 |
鎂電氣石 | 2.9-3.29 |
黑電氣石 | 2.82-3.24 |
鐵電氣石 | 3.26-3.33 |
鈣鋰電氣石 | 3.05 |
鈣鎂電氣石 | 3.1 |
鐵鈣鎂電氣石 | 3.21 |
布格電氣石 | 3.31 |
鉻鎂電氣石 | 3.39-3.41 |
無堿鐵電氣石 | 3.14 |
無堿鋰電氣石 | 3.06 |
礦山直接開采下來的單個晶體狀或微小晶粒聚集成一定體積的塊狀電氣石。
粒徑大于0.15mm小于5mm的電氣石顆粒。
電氣石塊或砂經(jīng)過加工獲得的粉狀產(chǎn)品。
對于各型產(chǎn)品的具體參數(shù),請參見《JC/T 2012-2010 電氣石 電氣石粉》中相關(guān)規(guī)定。
有關(guān)電氣石的記載,始于古錫蘭,之后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)它具有電性、壓電性,并被用于紅外光譜探測和熱像等儀器上。1880年Jacques和Pierre首次發(fā)現(xiàn)了電氣石的壓電性效應(yīng)。1989年,日本學(xué)者Kubo首次發(fā)現(xiàn)了電氣石存在自發(fā)電極、電氣石微粒周圍存在靜電場現(xiàn)象,就此對電氣石微粉的電場效應(yīng)展開了一系列應(yīng)用研究,由此興起了電氣石在環(huán)境、人體保健領(lǐng)域的研究新熱潮。此后,日本,美國等國學(xué)者紛紛開始了對這一方面的應(yīng)用性研究,陸續(xù)申請了多項專利。
特性
當(dāng)電氣石晶體所處環(huán)境溫度與壓力變化時,晶體中帶電粒子之間發(fā)生相對位移,正負電荷中心發(fā)生分離,晶體的總電矩發(fā)生變化,從而導(dǎo)致極化電荷產(chǎn)生。電氣石的自發(fā)極化效應(yīng)表現(xiàn)為,在電氣石晶體周圍存在著以c軸軸面為兩極的靜電場。當(dāng)電氣石晶粒很小時,電氣石微粒的作用相當(dāng)于一電偶極子,由于正負電荷作用相互抵消,在平行于c軸方向電場強度最大,電氣石的自發(fā)極化效應(yīng)是永久性的,與其結(jié)構(gòu)和成分密切相關(guān)。
電氣石同時具有壓電效應(yīng)和熱電效應(yīng),當(dāng)周圍環(huán)境發(fā)生變化,溫度或壓力改變時,電氣石晶格內(nèi)晶鍵發(fā)生扭轉(zhuǎn),電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,使得電氣石一端帶正電,另一端帶負電。相反的電極被定義為c 和c-,c 是冷卻或加壓過程中沿c軸壓縮的正極,c-是在加熱或減壓過程中沿c軸膨脹的負極。