学士学位论文
题目方解石晶体结构特征及环境意义
学生
指导教师教授
年级 2007级
专业资源勘查工程
系别资源系
学院地理科学学院
哈尔滨师范大学
2011年5月
方解石晶体学特征及环境意义
摘要：方解石( CaCO3)是分布最广的矿物之一,是碳酸盐岩成岩过程中充填胶结作用最常见和最重要矿物之一，它还是一种非常重要的环境矿物。方解石晶体形貌、结构与化学成分可以反映其成岩流体中的成分、介质温度与压力等,同时，方解石能有效除去废水中的磷，已有研究表明方解石可有效去除水中磷酸盐 ,且成本低廉, 但对它的除磷机理仍存在较大争议, 为此本文总结了方解石去除水中磷酸盐的机理及影响因素为我国水污染的防治提供理论和技术支撑。
关键词：方解石晶体结构除磷环境意义
一、方解石的晶体结构特征
方解石化学式为CaCO3,三方晶系；D63d-R3c；菱面体晶胞：a rh=0.637nm,ａ=46。07′；z=6；如果转换成六方（双重体心）格子，则：ａh=0.499nm,c h=1.706nm;z=6.具体结构特征如下图1：
图1 方解石的晶体结构
二、方解石的形态和颜色
常见完好晶体。形态多种多样，不同聚型达200种以上。主要呈平行[0001]发育的柱状及平行{0001}发育的板状和各种状态的菱面体或复三方偏三角面体。方解石常依（0001）形成接触双晶，更常依（0112）形成聚片双晶，这一聚片双晶纹在解理面上的方位与白云石不同，在自然界，这种聚片双晶的出现，可用以说明方解石形成后，曾遭受地质应力的作用。普通方解石为白色或无色，含有其他颜色亦不少，条痕白色。
方解石的集合体形态也是多种多样的。由片状（板状）或纤维状的方解石，呈平行或近似平行的连生体，分别称为层解石和纤维方解石，如图2-1。还有致密块状（石灰岩）、粒状（大理石）、土状（白垩）及晶簇状等，如图2-2：
图2-1 层状方解石集合体图2-2 粒状方解石集合体
三、方解石的物理化学特征
化学组成：常含Mn,Fe,Zn,Mg等类质同像替代物；当它们达到一定的量时，可形成锰方解石、铁方解石、锌方解石、镁方解石等变种。此外，晶体中还常见水镁石、白云石、铁的氢氧化物及氧化物、硫化物、石英等机械混入物。
物理性质：无色或白色，玻璃光泽，透明至半透明，有时被Fe、Mn、Cu等元素染成浅黄、浅红、紫、褐黑色。无色透明的方解石称为冰洲石。解理{1011}完全；在应力影响下，沿{0112}聚片双晶方向滑移成裂开，硬度为3，相对密度2.6-2.9，遇冷稀盐酸剧烈起泡，纯净透明的称为冰洲石（Iceland Spar），具有强烈双折射和三组完全解理，某些方解石具发光性。
四、方解石的形成、产状、用途及产地
（一）方解石的形成
1 海洋中的浮游植物和动物对碳酸盐沉积的主要机制可归结为3种:
(1) 海洋中的浮游植物通过光合作用利用水体中CO2和HCO-3中的C,使水溶液的pH值提高从而引起碳酸盐的沉积。方程式为：2HCO-3 + Ca2+＜——＞CaCO3↓ +CH2O +O2 ↑
(2) 海洋浮游植物通过自身的生理生态过程促进碳酸盐的沉积。颗石藻是细胞外表面具有颗石片落的海洋超微浮游钙化植物,颗石藻除了通过光合作用将CO2转化为有机质外,还可通过细胞内的高尔基体/颗石体的代谢将由CO2溶于水形成的HCO-3离子吸收和固定,并形成以CaCO3为主要成分的钙质片落(颗石片落) ,然后被转运到细胞表面。
(3) 生物钙化作用。Ca2 +是许多生物的生理功能元素和重要结构组分,但是细胞内过高的Ca2+浓度会使细胞中毒, 然而在海洋环境中, 细胞外的Ca2+浓度比细胞内的高几个数量级,所以生物通过Ca2+交换泵交换析出钙,形成生物钙质骨架 ,碳酸酐(Carbonic Anhydrase, CA)参与了一些生物钙质骨架的形成。
2 藻类生物对碳酸盐的沉积作用:水体中CO2被藻类生物消耗的同时引局部水体pH 值提高,水体中HCO3-转化为CO32- ,同时造成CaCO3的沉积。某些藻类生物体可以通过自身的生理生态过程沉淀CaCO3,并以CaCO3为其骨骼,这些钙质骨骼藻类沉积后成为藻灰岩、藻白云岩等生物化学岩的重要建造者。
（二）产状
方解石的晶体形状多种多样，石灰岩、大理岩和美丽的钟乳石之主要矿物即为方解石。在泉水中可沉积出石灰华，在火成岩内亦常为次生矿物，在玄武岩流的杏仁孔穴中，沉积岩之裂缝内常有方解石充填而成细脉，或透过生物学作用，以贝壳或岩礁的方式产出。
（三）用途
冰洲石因具双折射，常被利用于偏光棱镜，如以一定的方式切割成柱状，可当显微镜之棱镜，检测矿物之光学性，其品质要件须为：无色透明，内部不含气泡或裂痕，不带双晶或歪曲，0.5寸（12.5mm）立方以上。一般方解石用于化工、水泥等工业原料。方解石在冶金工业上用做熔剂，在建筑工业方面用来生产水泥、石灰。在环境方面用于指示环境和除磷。
（四）产地
方解石见于中央山脉东斜面之结晶石灰岩，西部第三纪及第四纪石灰岩，以及金瓜石金铜矿床中。全世界所有的矿物晶型以方解石居冠，少说也有200种以上。代表产地有美国、墨西哥、英国、法国、德国。
五、方解石的环境意义
（一）环境指示意义
方解石晶体发育为非常完整的六方短柱状和六方板状，为六方柱m{ 1010}与平行双面c{ 0001}的聚形。天然方解石晶形中可出现六方柱与菱面体的聚形,但以六方柱与平行双面的聚形出现者少见。大多数晶体无色透明，晶面平整、晶棱平直。晶体的顶面由一层大小不等的正三角形晶体组成的壳状表面，晶体中心普遍发育有“△”生长台阶。这些生长台阶分为两类:一类晶体中心的生长台阶凸出明显，呈锥状，类似三方单锥与单面的聚形，顶面有蚀坑，部分则为完整三角形平面。另一类生长台阶为简单的平面“三角形，晶面平整( 图3-1（a))。偏光显微镜下观察方解石砂薄片，单偏光与正交偏光显微镜下均可见方解石在( 0001) 面上显示出三角形生长锥( 图3-1（b)。经环境扫描电子显微镜观察发现( 图3-1（c）、（d),晶体中心凸出的生长锥的侧面均有平行的生长阶梯，进一步观察发现阶梯层是由取向相同的“△”小晶体排列而成，顶角指向生长锥顶面[1]。
图3-1
( a) 手标本照片: 方解石的六方柱状晶形; ( b) 偏光显微镜下六方柱状方解石( 0001) 面三角形生长锥( 正交偏光) ; ( c) 六方柱状方解石( 0001) 面三角形生长锥环境扫描电子显微镜图像; ( d) 三角形生长锥侧面平行生长台阶环境扫描电子显微镜图像
通过形态和微形貌的观察研究，可以获得晶体结构和生长环境两方面的信息( 王文魁等，2001) 。影响晶体形态的因素很多，但最主要的是流体的温度和pH 值，尤其是温度。据M. H.什卡巴拉研究，具有{ 0001} 和{ 1011} 形态的方解石是热液早期的产物，形成温度在250 ～ 350℃以上; { 1010} + { 0112} 聚形方解石形成温度范围为250 ～150 ℃; 尖菱面体方解石形成温度为75 ～ 25 ℃( 李荣清，1994) 。一般认为六方柱晶形出现在较低温的结晶环境( 潘兆橹等，1994) 。山东省典型的经区域变质作用形成的变质石墨矿空洞中，属于成矿后期的六方柱状方解石结晶学特征和微观形貌。
（二）方解石除磷的意义
Ⅰ.方解石除磷机理：
吸附过程:方解石原样的BET 与BJH测试结果明确显示了其比表面积小,仅有0.8667 m2/g。在弱酸条件下( pH = 4. 50)反应4 h时,比表面积与孔容有所增加,其后变化不大,但绝对值仍然偏低,说明在反应过程中方解石及反应产物比表面积始终较小,且没有多孔性物质出现。图4-1（a）为方解石原样TEM 照片,显示其微观形貌为板状晶片堆积形态,不具备多孔结构; 反应后方解石的TEM 照片(图4-2(b))显示其微观形貌,尤其是表面形貌已发生剧烈变化,板状堆积形态被完全破坏,残余晶片边缘极不规则,表面也杂乱无章。单纯的吸附作用显然难以对微观形貌造成如此剧烈的影响,由于方解石除磷过程伴随着一定规模的化学反应,而表面形貌的剧烈变化很可能源于化学反应中溶液对方解石的侵
蚀以及生成物的附着[2]。
图4-1 图4-2
Ⅱ方解石除磷的影响因素：
1.浓度对除磷效果的影响
Ca2+的存在促进了方解石对磷酸盐的去除,且Ca2+浓度越高,方解石对磷酸盐的去除效率越高。分析其原因是碳酸钙饱和指数决定了方解石去除磷酸盐的机制:当SICaCO3≥0时,方解石除磷的机理主要是吸附、与碳酸钙共沉作用,及以方解石作为结晶核的钙磷化合物的结晶作用;当SICaCO3< 0时,方解石溶解导致Ca2+浓度的增加,进而促进钙磷化合物沉淀的生成 ,使磷酸盐的去除率增大。HCO-3浓度对方解石去除磷酸盐的影响主要取决于溶液的SICaCO3值:当SICaCO3< 0时,方解石的除磷效率随HCO-3浓度的增加而降低,这是因为随着HCO-3浓度的增加会使方解石溶解释放出的Ca2+量减少,导致方解石通过结晶作用去除的磷酸盐量减少;而当SICaCO3≥0 时, HCO-3浓度的增加反而使更多的磷酸盐得到去除,原因可能是当SICaCO3≥0时, HCO-3浓度的增加使溶液的碳酸钙饱和度增大,从而使通过与碳酸钙同时共沉作用去除的磷酸盐量增加,提高了方解石对磷酸盐的去除率[3]。（注:温度为30 ℃, pH = 7. 5,方解石投量为0. 4 g,反应时间为48 h, SICaCO3为碳酸钙饱和度。）
2.反应时间对除磷效果的影响
30℃时不同初始磷浓度下反应时间对方解石除磷效果的影响，反应时间越长则方解石对磷的去除效果越好,且开始阶段方解石对磷的去除度较快,此后逐渐下降。初始磷浓度对方解石去除磷酸盐的性能影响较大:开始阶段(0～24 h)初始磷浓度越高,方解石对磷酸盐的去除速率越大,而24 h后初始磷浓度对方解石去除磷酸盐速率则影响较小。由此可见,方解石对初始浓度较高的含磷废水处理效果更好。
3.重复使用对除磷效果的影响
在[ Ca2+] = [HCO-3] = 2 mmol/L、初始磷浓度为10 mg/L、温度为15 ℃、pH值为7. 5 下反应48h,对比分析已经使用过一次的方解石和原始方解石对磷酸盐的去除率,重复使用的方解石对磷酸盐的去除更为有效,对磷的去除率提高了40%左右。分析其原因可能是重复使用的方解石表面已形成的钙磷化合物结晶体层对再次形成的钙磷化合物结晶体具有更强的亲和性。
4.温度及粒径对除磷效果的影响
（1）在[Ca2+] = [HCO-3] =0 mmol/L、pH值为7.50、初始磷浓度为10 mg/L下反应24 h,研究了温度及粒径对方解石去除磷酸盐的影响，温度对方解石去除磷酸盐的效率影响较大,且温度越高则方解石对磷的去除效果越好。其原因是:温度的升高加速了方解石的溶解,使Ca2+的溶出速率加快;同时也使离子的动能加大,增大了离子间有效碰撞的几率,从而使以方解石为结晶核的钙磷化合物的结晶速率增大。粒径对方解石的除磷效率影响也较大: 15℃下方解石对磷的去除率随粒径的减小而增加,当粒径从300目减小到2000目时,
方解石对磷的去除率由33%增加到87%; 25℃下粒径为300～1500目的方解石对磷的去除率差别不明显,而粒径2000目的方解石除磷率则明显优于前三者; 30℃下粒径为300目的方解石除磷率高于粒径为800目和1500目的。究其原因可能是:①方解石的溶解易受粒径的影响,粒径越小,方解石中的Ca2+释放速度越快[4]。②粒径大小影响钙磷化合物的结晶速率,结晶过程的初期阶段方解石粒径越小,结晶速度越快,从而使温度较低时方解石对磷的去除率随粒径的减小而提高。当温度较高时,粒径较大的方解石表面形成钙磷化合物结晶体层的速度较快,导致结晶过程的后期粒径较大的方解石对磷的去除速率反而超过了粒径较小的方解石,从而使得粒径为300目的方解石对磷的去除率反而高于粒径为800目和1500目的。
（2）不同粒径方解石在不同pH值时吸附磷的结果表明,粒径越小方解石吸附磷的能力越强,这是由于方解石微粒的物理特性决定的,粒径越小,则表面积越大,吸附量越大. 180～325目方解石对磷酸盐的吸附能力与325目方解石几乎相同,实际应用中,选用180～325目方解石即可取得对磷的较好的吸附效果[5]。
5.pH值对除磷效果的影响，在HCO-3浓度为2 mmol/L下反应48h,考察了Ca2+浓度为0.2 mmol/L 条件下pH值对方解石去除磷酸盐的影响。当Ca2+浓度为零时,随着溶液初始pH值的增加,方解石对磷酸盐的去除率随之下降(pH值从5增加到9,除磷率从60%下降到17% ) 。原因主要是在SICaCO3< 0的条件下,方解石溶解释放出的Ca2+会促进钙磷化合物结晶体的生成,而pH值的增加会使方解石溶解所释放的Ca2+量减少,从而导致方解石对磷的去除率下降。当[Ca2+] = 2 mmol/L 时, pH值对方解石除磷性能的影响较小(pH为值5～9时方解石对磷的去除率差别较小,为93. 5% ～97. 8% )。其原因是: ①pH值较低时溶液的SICaCO3 < 0, H+会促进方解石溶解,导致溶液的Ca2+浓度增加,从而有助于方解石通过结晶作用去除磷酸盐; ②pH值较高时会使溶液的碳酸钙饱和度增大,使得通过与碳酸钙共沉作用去除的磷酸盐量增加;此外碱性条件有利于磷酸盐与钙离子反应生成羟基磷酸钙,且随着pH值的增加反应趋于完全。pH值对方解石的溶解平衡影响较大,并影响其去除水体中磷的能力. pH = 6的酸性条件下,由于方解石溶解产生Ca2+和水体中磷的结合是去除除磷的主要机理; pH≥7的条件下,方解石除磷的机理主要是吸附,与碳酸钙共沉作用,及以方解石作为结晶核的钙磷化合物结晶作用。实验结果表明, pH = 6时方解石对磷酸盐的去除率高于pH = 7和pH = 9; pH = 9时去除率高于pH = 7.
六、结语
我国在20世纪90年代后期已有77%的湖泊和30.18 %的水库处于富营养化状态。如今,湖泊富营养化问题更加严重。众所周知,导致水体富营养化的重要因素是磷的含量。因此围绕降低水体磷含量,国内外学者进行了大量实验研究。例如晶芽辅助结晶法,利用矿物晶体,如方解石为主的骨炭,促使磷发生沉淀,使溶液中含磷浓度降低,以达到预防和治理水体富营养化的目的。通过方解石除磷的研究发展，充分了解其除磷的影响因素，更有利于把握去除废水中过量磷的有效性的度。
参考文献
[1]赵雪松,胡小贞,卢少勇等. 不同粒径方解石在不同pH值时对磷的等温吸附特征与吸附效果[ J ]. 环境科学学报, 2008,28 (9) : 1872 – 1877.
[2]许虹，张静，高一鸣.用矿物方解石进行水体除磷实验研究[ J ].地质前
缘,2008,15( 4) :138-141.
[3]林建伟，朱志良等.方解石去除水中磷酸盐的影响因素研究[ J ].中国给水排水，2006,8. 22（15）.
[4]王里奥，钟山等.方解石去除废水中高浓度磷酸盐机理与影响因素[ J ].土木建筑与环境工程,2009,8. 31（4）.
[5]张晓琳，传秀云.山东平行六方柱状方解石的晶体学特征及环境意义[ J ].矿物学报，增刊，107.
CALCITE CRYSTAL CHARACTERISTICS AND ENVIRONMENTAL SIGNIFICANCE
Abstract: calcite (CaCO3) is one of the most widely distributed mineral, is the process of filling diagenetic carbonate cementation of the most common and one of the most important minerals, it is a very important environmental minerals. Calcite crystal morphology, structure and chemical composition may reflect the diagenetic fluid composition, temperature and pressure medium. Meanwhile, the calcite can effectively remove phosphorus in waste water,, has been shown that calcite can effectively remove phosphate, and low cost, but the mechanism of its removal are still there is considerable controversy, for which I know by experiments The mechanism of phosphate removal of calcite and influencing factors, prevention and control of water pollution for China to provide theoretical and technical support.
Key words: calcite;crystal structure;environmental significance;phosphorus
它们分布在北半球温和地区，主要是北美洲。 形态特征 橡木，树心呈黄褐至红褐，生长轮明显，略成波状，质重且硬。 地理分布 主要产自欧洲及北美，目前大量产自俄罗斯及美国。 在我国吉林、辽宁，陕西，湖北等地有分布有柞木，与橡木同科，质地相近，在英文中一般与橡木一起称为oak。中国吉林、辽宁曾经有较大产量，湖北神农架及陕西亦有少量柞木出产，不过国内出产柞木材径较短小，加之国内未形成专业化生产，不是理想的家具用材。目前资源有限，由于森林保护措施，中国出产已经很少。 国内生产柞木优质材不多见，优等橡木仍需要从国外进口，优良用材每立方达近万元，这也是橡木家具价格高的重要原因。 橡木家具的特性 优点： 1）具有比较鲜明的山形木纹，并且触摸表面有着良好的质感； 2）质地坚实，制成品结构牢固，使用年限长； 3）档次较高，适合制作欧式家具 4）橡木质地细密，管孔内有较多的侵填物，不易吸水，耐腐蚀，强度大，欧美国家用其来储藏红酒。 缺点： 1）优质树种比较少，目前大多进口自俄罗斯及美国，也有部分从土耳其、奥地利、德国及加拿大进口。欧洲美洲其它也有很多地区出产，不过进口量极少； 2）通常进口橡木板材在国外已经经过严格的烘干处理，具有很好的稳定性。也有些厂家直接从国外进口原木，自己剖切烘干。目前国内很多橡木家具的专业厂商制造的橡木家具稳定性都很高。不过由于橡木质地硬沉，水份脱净比较难，未脱净水制作的家具，过一年半载可能会开始变形或收缩开裂。 3）市场上以橡胶木代替橡木的现象，普遍存在，如果顾客专业知识不足，直接影响着消费者的利益。 其他 橡木约有300多个品种，市场上橡木大致分为红橡与白橡二大类，但红橡不红、白橡不白，其颜色区分并不十分明显，其区分要点在于木材学中的管孔、林射线差异，如白橡木管孔内有浸填体，这种特性使白橡木在国外广泛应用于贮存葡萄酒的酒桶，是举世闻名的橡木酒桶用材。 橡木广泛用于装潢用材和制作家具，在于其优良的材质性能：橡木重硬纹理直，结构粗，色泽淡雅纹理美观，力学强度相当高，耐磨损，但木材不易于干燥锯解和切削。橡木大量应用于装潢材、家具材、体育器材、造船材、车辆材、地板材等。白橡、红橡的切片也是生产帖面化胶合板的理想用材，其花纹也有直纹和横纹的区别，直纹比较好看，价格也稍贵一些。 由于美国进口的红橡（OAK，RED）和白橡（OAK，WHITE）身份不菲， 高的达万元/立方米，引起某些经营商的投机心理，在市场上曾发生过将橡胶木称为橡木的事情，橡胶木沙发称为橡木沙发，结果被消费者诉诸法庭，得以赔偿。橡胶木属大戟科木材，是生产橡胶的橡胶树的老化材，其本身材质差，但经过一定的化学工艺处理后，木材硬化，也可以做家具，但毕竟与橡木是风、马、牛不相及的二种品种，而且根本不在一个档次
增加碳酸盐岩的组成内容 (1) CO2-盐水-碳酸盐矿物反应 高玉巧[28]等以研究二氧化碳气田预测和封存为研究对象，认为二氧化碳与碳酸盐矿 物会发生如下反应： 首先，二氧化碳驱替孔隙中先前存在的流体，然后通过气-水界面溶于水并与水反应形成碳酸。 CO2+ H2O= H2CO3 (1.3) 碳酸快速分解成重碳酸盐离子： H2CO3=H++ HCO3- (1.4) 其次，增加的酸度将会引起岩石中碳酸盐矿物的分解，绝大多数碳酸盐矿物(方解石、菱镁矿、菱铁矿、白云石等)均易与碳酸溶液发生反应。 H++ CaCO3= Ca2++ HCO3- (1.5) H++ MgCO3= Mg2++ HCO3- H++ FeCO3= Fe2++ HCO3- CaMg(CO3)2+ 2H+= Ca2++Mg2++2HCO3 (1.7)随着碳酸盐矿物的的溶解，溶液中Ca2+等二价阳离子的浓度将增加，保持在较高的 数值，但可溶性矿物分解的同时，溶出的二价阳离子会与重碳酸盐离子的络合，如Ca2+： Ca2++ HCO3-= CaHCO3+ (1 最后，溶解的重碳酸盐与阳离子络合反应生成难溶的碳酸盐，如： HCO3- + Ca2+=CaCO3 (s) + H+ (1.8) HCO3- + Mg2+=MgCO3 (s) + H+ (1.9) HCO3- + Fe2+=FeCO3 (s) + H+ (1.10) 如果反应时间足够长，CO2分压足够大，上述难溶物会形成方解石、菱镁矿、菱铁矿等新碳酸盐矿物，从溶液中析出。 (2)方解石的溶蚀 方解石是碳酸盐岩主要矿物组成成分之一，分子式为CaCO3 ，常见完好的晶体，集合体常呈粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状及晶簇等，三组解理完全，断口呈玻璃光泽，完全透明至半透明，条痕白色，硬度2.703~3.0，比重2.6~2.8。 方解石在有水和二氧化碳存在的条件下，发生化学反应而生成碳酸氢钙的过程，叫做方解石的溶蚀作用，这种作用是在CaCO3-CO2-H2O三相不平衡开放系统中进行的，是碳、水、钙循环相互关联的过程。 方解石的溶蚀过程主要可以由以下反应方程表示： CO2扩散入水（1） CO2+H2O→H2CO3物理水合（2）
一、填空： *环境材料应具有的特点是：先进性、环境协调性、舒适性。 *木材作为建筑材料与其他材料相比的独特特点是：自然再生、能够有序利用的资源材料。 *木质环境学研究中关于感觉特性的研究包括：视觉环境学特性、触觉环境学特性、嗅觉环境学特性、温湿度调节环境学特性等。 *室内环境空气中的主要有机挥发物有：甲醛和苯。 *木材原材色的三要素是：明度、色调、色饱和度。 *通过对木材的加工可以改变木材的材色，这些方法主要包括有：热处理、化学处理、透明涂饰处理等。 *多孔材料吸声的必要条件是：有大量孔隙、空隙间相互贯穿、孔隙深入木材内部。 *在图像局部呈现不规则形，而在整体表现出某种规律性的特征称为纹理。 *评价木材的热学性质的物理参数主要包括：热比容、导热系数、导温系数、材料厚度等。 *影响木材吸声性能的主要因素是：声阻抗、空气的流阻、木材纹理角度、材料厚度、相对密度、开孔形式、构造形式、饰面等。 *适宜于人体生活的相对湿度范围是 40%--70% 。 *现代建筑的要求主要有：施工简单、保温隔热、寿命长久、防潮耐水、抗震防火等。 *建筑物理环境是人居环境质量的重要组成部分，从广义上包括与建筑相关的各种自然环境，有阳光、空气、水源、声音、辐射等；从狭义上包括与健康相关的建筑的温湿环境、有光环境、声音环境和空气环境等。 二、简述 *简述什么是环境材料，木质环境学研究内容包括那些方面。 环境材料是具有环境意识、考虑环境、考虑生态学的材料。它在生产的过程中对资源和能源的消耗量比较少,废弃后能够回收再生利用的可能性比较大,其从生产使用到回收的全过程对周围的生态环境的影响也最小。因而它可以称为“绿色材料”或者“生态材料”。环境材料的主要特点就是在保证了它们具有良好的使用功能的前提下,在其生产、使用和回收处理过程中对资源的利用率很高并且在上面的三个过程中对生态环境无副作用。 木材的视觉、触觉、听觉、嗅觉、调湿特性方面的物理性质及人体心里、生理的影响，对室内建筑物理微环境的良性调节作用，对居住在其中的生物体生存质量的影响。 *和其他材料相比较，木材及木质材料有哪些显著特点，根据这些特点简述木材作为生态与环境材料的原因。 1．来源于生物，把气体CO2转变成固态物质，固定下来，对环境有重大意义，与环境息息相关。 2.强重比高，易加工，使用性能优越。 3.可自然再生，取之不尽用之不竭。 4.对于人类居住环境的
各种木材的特性及用途 木材名称：龙脑香 木材来源：东南亚 拉丁文：Dipterocarpus sp 国外名称：Keruing. 俗称：大花龙脑香克隆 材性及用途：气干密度0.64-0.81g/cm3。树皮厚度6-8MM，质硬，外皮灰褐色。木材重量中到重，强度中至高，尤以抗弯弹性模量很高。木材干燥性能好，干燥后尺寸稳定。耐腐性强，抗白蚁。纹理自然感强，色泽美观耐看，很适合用作地板材。 木材名称：孪叶苏木★ 木材来源：南美洲 拉丁文：Hymenaea sp 国外名称：Jatoba, Courbaril. 材性及用途：气干密度0.84-0.93g/cm3, 材质重或甚重，纹理交错，心材耐腐抗蛀，韧性大，甚稳定。适用于造船、家具、桥梁、地板、屋架等。 木材名称：香脂木豆 木材来源：南美洲 拉丁文：Myroxylon sp, M.balsamum 国外名称：Balsamo 材性及用途：气干密度0.85-1.03g/cm3。原材产于南美，木材光泽强，具有香味，纹理交错，结构甚细，且均匀，材质重，强度高，耐腐抗白蚁，材色红褐色至紫红褐色，有木王之称。适用于制作高级地板、家具等。 木材名称：柚木★ 木材来源：东南亚 拉丁文：Tectonagrandis 国外名称：Teak 材性及用途：气干密度0.51-0.67g/cm3。木材具有光泽，纹理直或略交错，结构均匀，油性感强，密度中等，干缩极小，甚耐腐耐磨，稳定性极强，强度为中性，易于加工，是名贵家具、地板、装饰最理想的材料。该木种实产于缅甸，为缅甸国宝。 木材名称：纽墩豆★ 木材来源：非洲 拉丁文：Pafricamum sp 国外名称：Dahoma
电气石成因矿物学的标型特征研究进展 发表时间：2020-01-02T14:58:07.883Z 来源：《基层建设》2019年第27期作者：汪轩辰梁晓姝 [导读] 摘要：电气石又称碧玺，是一种环状硼硅酸盐矿物，电气石的成分十分复杂，导致其颜色多样性。 河北地质大学河北石家庄 050031 摘要：电气石又称碧玺，是一种环状硼硅酸盐矿物，电气石的成分十分复杂，导致其颜色多样性。因为其颜色丰富多彩，所以重要的宝石材料。因为电气石拥有各种特殊的性质，所以被国内外学者广泛关注。目前大家一般对电气石的成分、结构、颜色的方面多有研究。之前人们由于勘探和技术方面的等能力有限，所以对电气石的研究并没有很广泛，但近年来，国内外学者将电气石的性质广泛应用于环保、保健方面，使电气石展现了良好的发展前景。文中主要对电气石的形态、颜色等方面进行综述，并指出现存问题及发展趋势。 关键词：电气石；成分；结构；颜色 研究现状：就目前已有资料，可将自然界中电气石的成因归纳为如下几种：①花岗岩成因（包括伟晶岩中的电气石）；②与花岗岩有关的热液交代成因；③变质成因；④热水沉积成因；⑤蒸发沉积成因；⑥碎屑沉积成因。 对电气石的研究现状大致从以下几个方面进行讨论： 1、化学成分的研究 目前国际上公认的电气石的通用化学式为XY3Z6B3Si6O27（OH，F）4，X位置由Na、K、Ca、空缺四位占据；Y位由Mg和Fe2+，（Al+ Li）或 Fe3+（还包括Mn，Cr，V和Ti）占据；Z位由Al3+，Fe3+或Cr3+占据，B为三次配位，没有明显替代；Si可有部分Al3+替代。所以其化学成分非常复杂，通用的电气石族化学分子式为NaR3Al6[Si6O18]（BO3）3（OH，F）4。有人用Y位置上的不同类质同像划分的四个端元组分对其进行分类：镁电气石、黑电气石、锂电气石和钠锰电气石（Y=Mn）；有人用X位置上的占位元素对其大致进行划分为三大类：碱性电气石（X位置主要是Na+ K）、钙质电气石、x空位电气石（x位置是空位）然后依据W与Y、Z位置进行进一步的细分。其中碱性电气石组有11种，钙电气石组4种，空格电气石3种，一共18种电气石矿物种属是目前被国际矿物协会所认同并应用的。有人还根据化学成分的不同，将电气石分为4类：镁铁锂电气石、钠锰电气石、钙镁电气石、布格电气石。 如果考虑配位多面体上的所有阳离子，则其种类可达29种之多，主要有：铁电气石 NaFe3Al6[Si６O18]（BO3）3（OH）4；镁电气石NaMg3Al６[Si6O1８]（BO３）3（OH）4；钙镁电气石 CaMg4Al5［Si６O18］（BO３）3（OH）4；锂电气石 Na（Li，Al）3Al6 ［Si6O18］（BO３）3（OH，F）4；锰电气石NaMn３Al6［Si6O18]（BO3）3（OH）4。 2、晶体结构特征 电气石是呈短柱状、长柱状、针状的单晶体。其中三方柱{1010}和六方柱{1120}是最长见到的单形，同时可在柱面上见到纵纹，因此晶体的横断面呈三角形。不同的地质生长环境会形成不同形态和成分的电气石矿物，一般呈平行状、分歧状、放射状团簇。 全世界对电气石的晶体结构从20世纪40年代到50年代一直有火热的研究，大家对结构的研究方法争议很大，直到50年代大部分人都通过测定晶胞参数的手段对电气石的晶体结构进行研究并得到最终比较认同的结构形态。Belov，N.V（1949），G.Donnay（1950），Ito （1951）的晶胞参数测试法确定晶体结构是比较公认的结构模式，基本上定为：硅氧四面体[SiO4]组成的六联环[Si6O18]12 -（Diet rich R V 等，1985）。而Mg2 +与O2 -及（OH）- 组成层状的水镁石型结构，3个MgO4（OH）2 配位八面体与六联环相接，二者共用硅氧四面体角顶上的一个O2 -。3个配位八面体的交点，由（OH）-占据于六联环的中轴线上。在六联环中轴线处的该（OH）- 的对角处是（OH）-，而（BO3）3 - 三角形与配位八面体层共用一个 O2 -。电气石晶体结构属于三方晶系，空间群为R3m，三重对称轴为c轴，垂直于c轴无对称轴和对称面，也无对称中心。电气石是具有单向极轴的异极性矿物，组成电气石六联环的硅氧四面体的顶角氧原子O6 指向同一方向，即电气石的正极。1969年Barton绘制了电气石矿物网面结构投影图，对电气石的晶体结构进行了形象概括。 3、矿石颜色特征 由于电气石的化学成分和结构形态复杂造成其成分丰富，导致电气石有绚丽多彩的颜色，其中以黑色、黄色、绿色、蓝色、、红色、枚红色为主。由于电气石的两种致色机理使其呈现各种颜色： （1）电气石有不同的化学成分使之存在广泛的类质同像现象，金属离子间的置换产生不同各种类质同像，再加上在化学组成上的轻微变化就能呈现处不同的颜色。例如，富锰的颜色多为红色，富铁的多为黑色，富铬的多为褐黄色。富含Li的呈玫瑰红色，富含Mg的呈褐色至黄棕色。 （2）电子或离子孔势阱的产生。K.Krambrock 等用γ射线辐射电气石，形成一个黄色中心，并这个黄色中心进行分析，发这个黄色中心与电气石组成结构中O-孔势阱的产生紧密相连，他们认为O-位于3个八面体所共有的位置，当对它进行加热时，有的离子结构发生变化伴随孔势阱的发生导致颜色的改变。例如对呈红色的结构中有Mn2+的电气石进行加热，发现其中Mn2+并没有发生改变，铁离子也没有被氧化，结构没有改变，没有发生孔势阱，所以其颜色还是呈现红色。但是对蓝色电气石进行加热时其中的铁离子发生氧化造成晶体结构发生变化，伴随孔势阱的发生，从而改变其位移产生颜色的改变。 据前人的研究，黑色电气石中含较高 Fe２＋，同时也含Mn２＋，将其归为铁电气石；褐色、黄棕色电气石是因为Ti３＋和Ti４＋之间的电荷转移导致，将其划分为镁电气石－钙镁电气石一类中；铁锂电气石的蓝色电气石是由Fe２＋和 Fe３＋之间的电荷转移形成；绿色电气石是由 Fe２＋、Ti４＋和Cr３＋的作用影响其颜色，归为锂电气石；浅绿、淡绿色的电气石中含有较高的Mn２＋，也含有Fe２＋和Fe３＋所以归为锂电气石；黄绿色、黄色的电气石主要由Fe３＋或 Mn２＋导致其颜色的形成，也成为锂电气石；红色、紫红色电气石，是由于Mn３＋的电子跃迁引起颜色的形成，也成为锂电气石；还有一种是无色透明的电气石，属于锂电气石。 存在问题： （1）目前对电气石的应用主要利用其天然形成的物理特性，缺乏对电气石人工改性研究。 （2）电气石定年技术的改进。对电气石的定年一般是用K-Ar和40Ar-39Ar，需要相当高的含K样品，但是符合要求的样品太少，所以需要转变定年技术，或者改变定年样品，再或者从围岩入手。 发展方向： 由于电气石具有辐射红外线、离子吸附和释放方面的特征，所以目前电气石广泛应用于环保保健方面，但之前对这些方面的研究还较缺乏，使人们不能充分对电气石的特征有很好的认识，导致人们被虚假广告和宣传所迷惑。随着现在生活条件的改善，人们越来越追求身
《结晶学与矿物学》思考题 绪论 1、什么是矿物？矿物与岩石、矿石的区别？ 2、什么是晶体？晶体与非晶体有何本质区别？ 3、判别下列物质中哪些是晶体，哪些是非晶体？哪些是矿物，哪些不是矿物？ 冰糖金刚石沥青水晶 玻璃水空气方解石 4、为什么要学习矿物学？ 第一篇 第一章 1、网面密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 2、为什么晶体被面网密度较大的晶面所包围？ 3、为什么形态各异的同种晶体，其对应晶面夹角恒等? 4、为什么晶体具有均一性和异向性？ 5、为什么晶体具有一定的熔点？试举例说明之 6、从能量的角度说明晶体的稳定性 7、晶体与非晶体在内部结构和基本性质上的主要区别是什么？ 8、什么是晶体构造中的相当点？下图是石墨（C）晶体构造中的碳原子层，黑圆点代表碳 原子的中心位置。找出点m的所有相当点，并画出平行四边形（二维格子——面网）的形状。再找出点A的相当点，用另外的颜色画出平行四边形的形状。比较两次画出的平行四边形的形状和大小是否相同。 第二章 1、对称的概念？晶体的对称与其他物体的对称有何本质区别？ 2、什么是对称面、对称中心、对称轴及旋转反伸轴？ 3、为什么晶体上不可能存在L5及高于六次的对称轴？ 4、怎样划分晶族与晶系？下列对称型各属何晶族与晶系？ L2PC 3L23PC L44L25PC L66L27PC C 3L44L36L29PC L33L2L33L23PC 3L24L33PC
5、中级晶族的晶体上，若有L2与高次轴并存，一定是彼此垂直而不能斜交，为什么？ 第三章 1、为什么在实际晶体上，同一单形的各个晶面性质相同？在理想发育的晶体上同一单形的 各个晶面同形等大？ 2、怎样区别八面体、四方双锥、斜方双锥？ 3、五角十二面体和菱形十二面体与三根彼此垂直的L4（或L2）的空间交截关系有何异同？ 4、四角三八面体与三根彼此垂直的L4（或L2）相交的特点？ 5、菱面体与三方双锥都是六个晶面，他们之间的区别何在？ 6、在四十七种几何单形中，下列单形能否相聚 八面体与四方柱六方柱与菱面体五角十二面体与平行双面三方双锥与六方柱斜方柱与四方柱三方单锥与单面 第四章 1、晶体定向的定义？ 2、晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法及晶体常数特点？ 3、何谓晶面的米氏符号？某晶面与X、Y、Z轴上的截距系数分别为2、2、4，请写出此晶 面的米氏符号。 4、在某等轴晶系的晶体上，某晶面与X、Y、Z轴上的截距分别为2.5mm，5mm，∞，试 写出此晶面的米氏符号 5、为什么四方晶系及三、六方晶系晶体的轴单位具有a=b≠c的特征？ 6、下列晶面，哪些属于[001]晶带，哪些属于[010]晶带，哪些晶面为[001]与[010]二晶带共 有？ （100）、（010）、（001）、（001）、（100）、（010）、（110）、（110）、（011）、（011）、（101）、（101）、（110）、（110）、（101）、（101）、（011）、（011） 7、{111}在等轴、四方、斜方、单斜（L2PC对称型）和三斜晶系中分别代表什么单形？ 8、判断晶面与晶面、晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交） （1）等轴晶系、四方晶系及斜方晶系： （001）与[001]；（010）与[001]；[001]与[110]；（110）与（010）。 （2）单斜晶系晶体 （001）与[001]；（001）与（100）；[100]与[001]；（100）与（010）。 （3）三、六方晶系晶体 （1010）与（0001）；（1010）与（1120）；（1010）与（1011）；（0001）与（1120）。 9、写出各晶系常见单形及形号，并总结、归纳以下形号在各晶系中各代表什么单形？ {100}、{110}、{111}、{1011} {1010} {1120} {1121} 第五章 1、双晶的定义。 2、双晶与平行连生的区别？ 3、双晶面、双晶轴、接合面的涵义及其空间方位的表示方法？ 4、双晶面为什么不能平行晶体的对称面？ 5、双晶轴为什么不能平行晶体的偶次对称轴？ 6、斜长石（C）可以有卡式律双晶和钠长石律双晶，为什么正长石（L2PC）只有卡式律双 晶，而没有钠长石律双晶？ 第二篇 第一章
金楸檀 金楸檀为紫葳科梓树属，落叶乔木，名贵树种，种分布于全球热带，亚热带及部分温带地区，主要产于东南亚和非洲，如泰国，缅旬、越南、柬埔寨、老挝、马达加斯加、刚果、加蓬等国。金楸檀因板材纹路华美而得名。欣赏金楸檀，最初始于其木纹的华美。纹路丝丝交错，行云流水般，在木材之上书写一 幅大气的画卷，其纹理动感十足，其色泽焕发金属感，炫彩夺目，是一种现代 感十足的木材。与木纹齐头并进，金楸檀的木质结构十分出色，材质优良，收 缩率小，不翘裂，耐腐蚀，不易虫蛀，木材纹理通直，木质纤维结构细而均匀，韧性高，抗压强度大，弯曲性良好。容易加工，切面光滑，有光泽，油漆及胶 粘力均佳。是制作家具、胶合板、乐器及室内装饰品的优良用材， 金楸檀加工特性金楸檀易于用手工和机械工具加工。适于卯榫、敲钉、螺钻和 胶合。可以持久保留油漆和染色，可打磨成特殊的最终效果。干燥慢，需要小 心烘干。金楸檀有良好的稳定性，不易变形，是制作高档实木家具和木质乐器 的上等材料。金楸檀抗弯曲及抗压度好，韧性高，弯曲性良好。耐用性：气干 密度在0.71--0.80g/cm3之间。心材抗腐能力强，即使在易于腐蚀的环境里也 是最耐用的木材之一。 金楸檀主要用途用于制作高档实木家具、木质乐器、橱柜、建筑内装饰、高级 细木工产品、门、地板和拼板。作为“东北三大硬阔”之一的楸木，木材软硬 适中、重量中等，具有干缩率小、刨面光滑、耐磨性强的物理性能和力学性能，结构略粗；颜色、花纹美丽，富有韧性，干燥时不易翘曲；加工性能良好，胶接、涂饰、着色性能都较好；质地坚韧致密、细腻，价格昂贵，享有“木王” 和“黄金树”之美称，是世界著名木材之一，与东南亚的黑檀木、紫檀木、美 国的枫木等木材齐名。楸木资源极少，民间极少有机会使用，多用于制作高档 乐器和军工用品(如枪托)，实为珍贵优质的家具用材。。楸木的木纹结构是比 第1页
方解石 方解石基本情况简介 其主要成份及指标为：CaO55.26％26（折合CaCO3大于99％）.SiO2小于0。2 7％，Ee2O30.042％,MgO0.069％,平均白度大于91％，属于优质方解石。 方解石用途广泛，作为原料加工成粉可广泛用于造纸。医药。建材。治金。橡胶。塑料。涂料。玻璃。陶瓷。日用化工等。其用途具体介绍如下： 一．方解石在填料中的应用： a. 像胶：方解石粉用于橡胶工业作为增容剂，可节约天然胶或合成胶用量，降低成本。方解石粉加入量一般为10％--60％。由于其分散性好，即可与橡胶混炼，又可将其它助剂一起混入，有利于改进橡胶的加工性能，起到补强或半补强作用，调节橡胶硬度。橡胶工业用方解石粉质量要求为：CaCO3＞99％,筛余（44um以下）0.2％吸油率70m1/100g。 b. 塑料：方解石粉作为填料，其作用是（1）提高塑制品的尺寸的稳定性；（2）提高塑料的硬度和刚性；（3）改变加工性能；（4）提高耐热性，阻燃性和绝缘性；（5）改进散光性。 c. 造纸：作为填料，造纸工业是方解石粉的主要用户。造纸用方解石粉要求为：Ca CO3＞98.5％,白度90％，粒度325目，在纸张中加入10％--40％方解石粉，可以保证纸张的强度。白度。降低成本。作为涂料在中性或碱性条件下，方解石粉在白色颜色中的充填比例为：高级铜板纸5％--20％，中级铜板纸10％--25％，涂布纸20％--80％，邮票纸15％--70％，无光铜板纸70％--100％，方解石粉用于造纸，不但白度高，而且能调节油墨的吸收性，有较好的遮盖力和光学性，降低成本。
二．方解石粉在建材中应用 a．涂料：作为体质颜色料，由于该粉价粒细，分散性好，因而是用量较多的填料之一。在油性涂料中，它是底漆。腻子的主要成分，用量占总量的50％--70％。在原漆中可以使原料增绸。加厚，起填充和补平作用，用量达30％--70％，在防锈漆中，用量达48％。 b．玻璃：方解石粉作为一种配料，其质量要求是：1级品CaO＞54％ Fe2O3.1 5％;级品CaO＞47％Fe2O3＜0.2％ c．陶瓷：方解石粉作为熔剂其质量要求是：CaCO3＞96%＜MgCO3<1% Fe2O 3<0.25% SiO2<2%,SO3<0.1%. d. 复合材料：在近年出现的兼具木材、塑料及纸张多种性能的新型钙塑复合材料中，也加进大量方解石粉，使得材料啬了新的性能，如耐热、耐腐蚀、耐寒、隔音防震、易加工等。 三、方解石粉在其它领域中应用 在日用品、化妆品、饲料、药品中，方解石粉主要用于以下方面： a. 方解石粉是制药工业培养基的重要组份之一，是制药工业微生特发酵的缓冲剂和某些片剂的填料。 b. 作为食口添加剂，一般用量为2%，足以保证人体必须的钙的摄入 c. 牙膏中添加大量的方解石粉，作为磨擦剂，添加量达成10%。 d. 方解石粉是家畜家禽饮料中的重要添加剂，可促进牲畜，家禽生长， e. 在印刷油墨、油灰、封蜡和胶粘剂中，方解石作为增容剂，可降低成本， 目前南阳境内开发的方解石矿有24家，生产规模达80—130万吨一年，由于日本、南韩等国家工业发达，原矿主要销往日本、南韩，美国市场容量也很大，对这些
木材加工特点和危险因素的识别参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
木材加工特点和危险因素的识别参考文 本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 木材加工是指通过刀具破坏木材纤维之间的联系，从 而改变木料形状、尺寸和表面质量的加工工艺过程。进行 木材加工的机械称为木工机械。从原木采伐到木制品最终 完成的整个过程中。要经过木材的防腐处理、人造板的生 产、天然木和人造板机械加工、成品的装配和表面修饰等 很多工序，而家具生产则包括了几乎全部工序。木材加工 的各个环节都离不开木工机械，木工机械种类多，使用量 大，广泛应用于建筑、家具行业，工厂的水模加工、单位 木制品维修以及家庭装修业等。本章重点讨论木材机械加 工环节的安全问题。 一、木材加工特点木材加工与金属加工的切削原理
基本相同，但从劳动安全卫生角度看，木材加工有区别于金属加工的特殊性。1、加工对象为天然生长物由干木材的各向异性的力学特性，使其抗拉、压、弯、剪等机械性能在不同纹理方向有很大差异。加工时受力变化较复杂。天然缺陷（如疖疤、裂纹、夹皮、虫道、腐烂织或在加工中产生的力的缺陷（如倒丝纹），破坏了木材完整性和均匀性；由于含水率的变化，干缩湿胀的特性，使木材会出现不同程度的翘曲、开裂、变形；木材的生物活性使木材含有真菌或滋生细菌，有些木材还带有刺激性物质，需要对木材进行防护处理。2、木工机械刀具运动速度高由于木材天然纤维分布和导热性差的特点，必须通过刀具的高速切削来获得较好的加工表面质量。木工机械是高速机械，一般刀具速度可高达2500～4000r/min。甚至达每分钟上万转。3、敞开式作业和手工操作木材的天然特性和不规则形状，给装卡和封闭式作业造成困难，木工机
学士学位论文 题目方解石晶体结构特征及环境意义 学生 指导教师教授 年级 2007级 专业资源勘查工程 系别资源系 学院地理科学学院 哈尔滨师范大学 2011年5月
方解石晶体学特征及环境意义 摘要：方解石( CaCO3)是分布最广的矿物之一,是碳酸盐岩成岩过程中充填胶结作用最常见和最重要矿物之一，它还是一种非常重要的环境矿物。方解石晶体形貌、结构与化学成分可以反映其成岩流体中的成分、介质温度与压力等,同时，方解石能有效除去废水中的磷，已有研究表明方解石可有效去除水中磷酸盐 ,且成本低廉, 但对它的除磷机理仍存在较大争议, 为此本文总结了方解石去除水中磷酸盐的机理及影响因素为我国水污染的防治提供理论和技术支撑。 关键词：方解石晶体结构除磷环境意义 一、方解石的晶体结构特征 方解石化学式为CaCO3,三方晶系；D63d-R3c；菱面体晶胞：a rh=0.637nm,ａ=46。07′；z=6；如果转换成六方（双重体心）格子，则：ａh=0.499nm,c h=1.706nm;z=6.具体结构特征如下图1： 图1 方解石的晶体结构 二、方解石的形态和颜色 常见完好晶体。形态多种多样，不同聚型达200种以上。主要呈平行[0001]发育的柱状及平行{0001}发育的板状和各种状态的菱面体或复三方偏三角面体。方解石常依（0001）形成接触双晶，更常依（0112）形成聚片双晶，这一聚片双晶纹在解理面上的方位与白云石不同，在自然界，这种聚片双晶的出现，可用以说明方解石形成后，曾遭受地质应力的作用。普通方解石为白色或无色，含有其他颜色亦不少，条痕白色。 方解石的集合体形态也是多种多样的。由片状（板状）或纤维状的方解石，呈平行或近似平行的连生体，分别称为层解石和纤维方解石，如图2-1。还有致密块状（石灰岩）、粒状（大理石）、土状（白垩）及晶簇状等，如图2-2：
复习思考题 一、绪论 1．什么是矿物？ 2．什么是晶体？晶体和非晶体有何本质区别？ 3．现代结晶学有哪几个分支? 4．判断下列物质中哪些是晶体，哪些是非晶体？哪些是矿物，哪些不是矿物？ 冰糖金刚石沥青水晶 玻璃水空气方解石 二、晶体的基本性质 1．什么是晶体结构中的等同点？ 2．面网密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 3．为什么晶体被面网密度大的晶面所包围？ 4．晶体有哪些基本性质？ 5．为什么形态各异的同种晶体，其对应晶面夹角恒等？ 三、晶体的发生与成长 1．形成晶体有哪些方式？ 2．成核作用分为哪几种类型？ 3．在溶液中，过饱和度为低、中、高的情况下，晶体的生长分别以什么方式？ 4．为什么晶核一定要达到一个临界尺寸才可以继续生长？ 5．阐述布拉维法则的内容，并加以定性论证。 6．影响晶体生长的外部因素有哪些？ 四、晶体的宏观对称
1．对称的概念。晶体的对称和其它物质的对称有何本质区别？ 2．什么是晶体对称定律？证明之。 3．怎样划分晶族和晶系？下列对称型各属何晶族和晶系？ L2PC 3L2PC L 44L25PC L 66L27PC C 3L44L36L29PC L 33L 2 L 33L23PC 3L24L33PC 4．对称面、对称轴可能出露的位置。 5．中级晶族晶体中能否有或P与唯一的高次轴（、、）斜交？为什么？6．能否说，当晶体中有而无对称中心时，此必为，当晶体中有P与垂直时，此L3必为L i6？ 五、晶体定向和晶面符号 1．晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法和晶体几何常数的特点。 2．为什么四方晶系和三、六方晶系的晶体的轴单位具有a=b≠c的特征？ 3．{111}、{100}和{110}在等轴、四方、斜方、单斜（L2PC）和三斜晶系中分别代表什么单形？ 4．{10-11}、{11-20}和{11-21}在三方和六方晶系中各代表什么单形？ 5．简述整数定律的内容。 6．证明四轴定向的晶面符号中h+k+i=0。 7．晶面（）是否肯定在c轴上的截距最短？对于三个水平结晶轴来说，是否肯定在d轴上的截距最短？为什么？ 六、单形和聚形 1．单形和聚形的概念。 2．菱面体和三方双锥都是6个晶面，它们之间有什么区别？ 3．在47中几何单形中，下列单形能否相聚？
木材的特性 木材的特点具有重量轻、强重比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观，加工容易等优点， 1、天然性：木材是一种天然材料，在人类常用的钢、木、水泥、塑料四大主材中，只有它直接取自天然，因而木材具有生产成本低、耗能小、无毒害、无污染等特点。 2、质感好：木材具有易为人接受的良好触觉特性，远远优于金属和玻璃等材料。 3、强重比高：木材的某些强度与重量的比值比一般金属的比值都高，是一种质轻而强度高的材料。 4、保温性：木材的导热系数很小，同其它材料相比，铝的导热性是它的2000倍，塑料的导热性是它的30倍。因此，木材具有良好的保温性能。 5、电绝缘性：木材的点传导性差，是较好的电绝缘材料。 6、可加工性：木材软硬程度适中，容易加工。 7、装饰性：木材本身具有天然美丽的花纹，作为家具和装饰材料，具有很好的装饰性。由于木材上述的一些独有特性。 8、建筑应用中，木材耐火性强于钢铁（与很多人的常识相反）：很多木质古建筑经历大火后，只是外部烧焦，但是仍然屹立不倒，而内部结构的强度仍然很高；相反的是，很多钢筋混凝土建筑过火后，因为钢筋被烧软，造成建筑物倒塌，建筑严重损毁。 9、除了一些高密度的特殊木材，多数木材的比重低于水，可以浮在水面上，可以制作船舶。 10、木材的缺点是易燃、易朽、不耐虫蛀、干缩湿涨等。 11、是用途最广泛的材料之一，木材可以制成板材、家具、胶合板等产品及作为造纸、化学纤维工业的原料。
塑料主要有以下特性： ①大多数塑料质轻，化学性稳定,不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低； ⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。 塑料可区分为热固性与热可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。 塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。 两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。 【塑料与其它材料比较有如下的特性】 〈1〉耐化学侵蚀 〈2〉具光泽，部份透明或半透明 〈3〉大部分为良好绝缘体 〈4〉重量轻且坚固 〈5〉加工容易可大量生产，价格便宜 〈6〉用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温 塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的广泛性来界定，如PE、PP 价格便宜，可用在多种不同型态的机器上生产。工程塑料则价格较昂贵，但原料稳性及物理物性均好很多，一般而言，其同时具有刚性与韧性两种特性。
木材的优点 1.木材易于加工。木制品间多见榫结合、钉结合和胶结，各种金属连接件；还可以蒸煮后进行弯曲、压缩加工。 2.木材的强重比比一般的金属大，即木材质轻而强度大。 3.气干材是良好的热、电绝缘材料。做器具的把柄。 4.木材具有天然的美丽花纹、光泽和颜色，能起到特殊的装饰效果。 5.木材有对紫外线吸收和对红外线的反射作用。 6.木材有良好的声学效果。 7.木材是弹塑性材料，在损坏是有一定的玉照，给人以安全感，可以用作枕木。 8.木材可以调温解湿，有很好的环境学特性。 木材缺点： 1.干缩湿胀，各向异性。木材含水率在纤维饱和点以下变动时，其尺寸也随之变化。由于各向异性，木材在各个方向的干缩湿胀都存在着差异，这些可能导致木材发生开裂、翘曲等缺陷。 2.木材容易腐朽和虫蛀。 3.木材用作沿海水生建筑材料和木船等，则常为海生钻孔动物所侵害。 4.木材易燃烧。 5.木材变异性大，不同树种、不同产地、不同气候、不同部位（心边材、早晚材、幼龄材和成熟材等）均不一样。 6.木材存在天然缺陷，如：节疤、虫眼等。 7.木材作为资源的优点：可更新、可选育、投资少、无污染。 一，PE塑料即聚乙烯塑料优点： 1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反反应 2、塑料制造成本低。 3、耐用、防水、PE质轻。 4、容易被塑制成不同形状。 5、是良好的绝缘体。 6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。 缺点： 1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算； 2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体；例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状，PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，例如苯环等。 3、塑料是PE由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。 二，PP塑料即聚丙烯塑料优点： 1，聚丙烯机械性能，在常温下，比PE、ABS、PS好，特别是温度超过80℃时，它的机械性能不至于下降很多 2，聚丙烯的表面硬度比不上PS、ABS,但比PE高并有优良的表面光泽；因此，它可以做家电外壳等产品。3，聚丙烯最大的特点是它有良好的耐弯曲疲劳性；聚丙烯生产的活络铰链，能经受几十万次的折迭弯曲而不损坏。因此，它叫百折胶。 4，聚丙烯优良性还在于它能耐沸水蒸煮，而不损坏，因此，适宜做医疗器械，和餐具。 5，聚丙烯的纵横向的拉伸强度相差特别大，因此，有很好的成纤性，适宜做纤维和绳索。 6，聚丙烯耐酸碱，耐很多有机溶剂，电绝缘性能优良。 缺点： 1，聚丙烯的最大缺点是，高温刚性不足，而低温发脆；
1、径切面是通过髓心与木射线平行锯切的平面。 2、弦切面是沿树干长轴方向与树干半径相垂直的平面。 3、胞间层和相邻细胞的初生壁合起来，统称为复合胞间层。 4、管胞壁上纹孔的排列形式有梯状，对列和互列三种类型。 7、木材中的水分有三种状态存在着：化合水，自由水和吸着水。 9、根据管孔式的不同可以将木材分为环孔材，散孔材和半环孔材。 10、细胞次生壁中S2层最厚，对某些木材物理性质有决定性影响。 11、轴向管胞上的纹孔都是具缘纹孔。 12、在针叶树材中，正常的树脂道仅存在于松科的云杉属，黄杉属，银杉属，松属，落叶松属和油杉属。 13、同形木射线全由横卧细胞组成。 14、交叉场纹孔的类型主要有窗格状，云杉型，柏型，杉型和松型。 17、径切面是通过髓心与木射线平行锯切的平面。 18、木材细胞壁上的特征主要有纹孔，螺纹加厚，锯齿状加厚，径列（横）条和分隔，瘤层和侵填体。 19、异形木射线由横卧细胞和直立细胞组成。 1、一个年轮靠近树皮方向一侧的是[ D ]A.边材B.心材C.早材D.晚材 2、构成微纤丝结晶区的化学成分是[ A ] A.纤维素 B.半纤维素 C.木素 D.少量成分 3、下列细胞中，具单纹孔的是[ C ] A. 管胞 B. 射线管胞 C. 韧型纤维 D. 纤维状管胞 4、在显微镜下观察木射线的宽度,最好在[ A D ] A. 横切面 B. 纵切面 C. 径切面 D. 弦切面 5、由直立射线细胞和横卧射线细胞共同组成的木射线称为[ B ] A.同型射线 B.异型射线 C.聚合射线 D. 纺锤形射线 6、赋于木材顺纹抗拉强度的化学成分是[ A ] A.纤维素 B.半纤维素 C.木素 D.少量成分
第7章光在各向异性介质中的传播 1、一束钠黄光以角方向入射到方解石晶体上，设光轴与晶体表面平行，并垂直于入射面。问在晶体中o光和e光夹角是多少？（对于钠黄光，方解石的主折射率，） 答案： 由于光轴和晶体表面平行，并垂直于入射面，所以e光的偏振方向为光轴方向，其折射率为，o光折射率为。 入射端为空气，折射率为，入射角为，设o光和e光的折射角分别为和，则根据折射率定律有和，计算得到，，所以晶体中o光和e光夹角为 2、如图所示的方解石渥拉斯顿棱镜的顶角时，两出射光的夹角为多少？
答案： 左边方解石晶体中的o光（折射率）进入到右边方解石晶体中变成了e光（该e光的偏振方向与光轴平行，折射率）；左边方解石晶体中的e光（该e光的偏振方向与光轴平行，折射率）进入到右边方解石晶体中变成了o光（折射率）。 在两块方解石晶体的分界面上，应用折射定律有
在右边方解石晶体与空气的界面上，应用折射定律有 所以出射光的夹角 3、若将一线偏振光入射到以光束为轴、以角速度转动的半波片上，出射光的偏振态如何？其光矢量如何变化？ 答案： 出射光仍然为线偏振光，光矢量方向以光束为轴、以角速度转动。 4、两块偏振片透振方向夹角为，中央插入一块1/4波片，波片主截面平分上述夹角。今有一光强为的自然光入射，求通过第二个偏振片后的光强。 答案： 自然光通过第一块偏振片后，变成线偏振光，其光强为（设其振幅为，在忽略光强计算公式里系数的情况下，有）。 该线偏振光通过1/4波片时可以分解为两束线偏振光，一束线偏振光的偏振方向为波片光轴方向（标号为1#），另一束线偏振光的偏振方向垂直于波片光轴方向（标号为2#），如下图所示。
木材的性质 木材 (英文名:Solid Wood) 是人类生活中必不可少之材料，具备质轻，有较高强度，容易加工之优点，且某些树种纹理美观；但也有容易变形，易腐，易燃，质地不均匀，各方向强度不一致，并且常有天然缺陷，故认识木材重要性，才能正确使用木材。 1.木材强度 质地不均匀，各方面强度不一致是木材之重要特点，也是其缺点。木材沿树干方(习惯叫顺纹)之强度较垂直树干之横向(横纹)大得多。例图为松木与杂木三方向之抗压强度。各方面强度之大小，可以从管形细胞之构造、排列之方面找到原因。木纤维纵向联结最强，故顺纹抗拉强度最高。木材顺纹受压，每个细胞都好象一根管柱，压力大到一定程度细胞壁向内翘曲然后破坏。故顺纹抗压强度比顺纹抗拉强度小。横纹受压，管形细胞容易被压扁，所以强度仅为顺纹抗压强度之1/8左右，弯曲强度介于抗拉，抗压之间。 木材顺纹抗拉强度最高，是指用标准试件作拉力试验得出数值，实际上，木材常有木节、斜纹、裂缝等“疵病”，故抗拉强度将降低很多，强度值不稳定，一般木材多用作柱、桩、斜撑、屋架上弦等顺纹受压构件，疵病对顺纹抗压强度影响不是很大，强度值也较稳定。木工师傅常说“立木顶千斤”，很好地表达了木材顺纹抗压较强之特点。木材也用作受弯构件，如梁、板。对受弯构件之木材须严格挑选，避免疵病之影响。 2.木材含水量对强度，干缩之影响 木材之另一特性是含水量大小值直接影响到木材强度和体积，木材含水量即木材所含水分之重量与木材干重之比，亦称为含水率，取一块木材称一下重量，假定是4.16Kg，把它烘干到绝对干燥状态，再称重量是3.4Kg，则此木材之干重为3.4Kg，所含水分之重量为4.16-3.4=0.76Kg。这块木材之含水率为：含水率（w%）=（含水木材之重量-干木材之重量）/（干木材之重量） x100%=0.76/3.4x100%=22.3% 新伐木材，细胞间隙充满水，木材之含水率在100%以上，在场地堆放时，细胞腔里之水先蒸发出去，此时木材总重量减轻，但体积和强度都没有什么变化。到一定时候，细胞腔之水都蒸发完毕，可细胞壁里还充满水，此情况叫“纤维饱和”。这是含水率约为30%，为方便起见，就规定含水率30%为“纤维的饱和点”。含在细胞壁之水继续蒸发，引起细胞壁变化，这时，木材不但重量减轻，体积也开始收缩，强度开始增加。 木材强度随含水率变化是因为细胞壁纤维间之胶体是“亲水”之故。水分蒸发后，胶体塑性减小，胶结力增加，可以和纤维共同抵抗外力之作用，含水量变化对顺纹抗拉强度影响较小，对顺纹抗压强度和弯曲强度影响较大。例如松木在纤维饱和点顺纹抗压强度约为3KN/CM2。 木材因含水量减少引起体积收缩之现象叫作干缩，干缩也叫作“各向异性”例如从纤维饱和点降到含水率0%时，顺纹干缩甚小，为0.1~0.3%，横纹径向干缩为3.66%，弦向干缩最大竟大9.63%，体积干缩为13.8%，所以当木材纹理不直不匀，表面和内部水分蒸发速度不一致，各部分干缩程度不同时，就出现弯、扭等不规则变形、干缩不匀就会出现裂缝。 木材强度变化和干缩，为使用木材带来诸多不便，我们不可能消除这种客观存在之不利变化，但能认识掌握其变化规律，控制此变化。木材水分可以被蒸发到空气中，空气中水分也会被吸进来，后一现象为“吸湿”，吸湿为木材之特性，