研究电气石在不同温度下烧制前后的晶形及组成差异

(一)轻矿物鉴定及轻矿物各论 1、轻矿物鉴定 组成轻部分的物质成分有： 组成轻部分的物质成分有： (l)陆源碎屑物质——包括石英 长石、白云母、 陆源碎屑物质——包括石英、 (l)陆源碎屑物质——包括石英、长石、白云母、黑云 绿泥石、蛋白石、堇青石和岩屑等。 母、绿泥石、蛋白石、堇青石和岩屑等。 (2)生物碎屑——各种浮游及底栖生物的遗体残骸 生物碎屑——各种浮游及底栖生物的遗体残骸。 (2)生物碎屑——各种浮游及底栖生物的遗体残骸。 (3)自生矿物 化学、生物化学沉淀物质)——方解石 自生矿物( 方解石、 (3)自生矿物(化学、生物化学沉淀物质)——方解石、 白云石和海绿石等。 白云石和海绿石等。 (4)火山碎屑——玻屑及晶屑 火山碎屑——玻屑及晶屑。 (4)火山碎屑——玻屑及晶屑。
1.544
1.582
1.620
比 重
2.100
2.350
2.450
2.550
2.650
2.800
3.000
（二）重矿物鉴定及重矿物各论 1、重矿物鉴定 重部分多由陆源碎屑物质所组成， 重部分多由陆源碎屑物质所组成，即各种类型的 重矿物和中性、基性、超基性岩屑； 重矿物和中性、基性、超基性岩屑；还可有自生矿 如锰结核、磷钙石、自生黄铁矿等； 物，如锰结核、磷钙石、自生黄铁矿等；由文石组 成的生物介壳、骨骼也可部分进入此部分； 成的生物介壳、骨骼也可部分进入此部分；火山物 质中可有基性晶屑、 质中可有基性晶屑、岩屑以及个别情况下还有宇宙 尘。
（6）堇青石 呈棱角～浑园状颗粒。浅蓝、浅黄或无色。 呈棱角～浑园状颗粒。浅蓝、浅黄或无色。 具解理，常有包体。 具解理，常有包体。 有多色性。折射率随成分不同而变化：Np＝ 有多色性。折射率随成分不同而变化：Np＝ 532～ 552；Nm： 536～ 562；Ng： 1．532～1．552；Nm：1．536～1．562；Ng： 539～ 570。Ng—Np： 007～ 8。 1．539～1．570。Ng—Np：0．007～0．0l 8。 二轴晶，负光性。光轴角不固定， 二轴晶，负光性。光轴角不固定，甚至在一个晶 体的不同部分也有显著变化。 体的不同部分也有显著变化。

电气石?电气石，英文名称Tourmaline，中国商品名称“碧玺〞，“ Tourmaline〞一词是从古僧伽罗(锡兰)语“Turmali〞衍生而来的，意思为“混合宝石〞。

电气石是一种天然宝石，电气石是其在矿物学中的名称，电气石是一种含硼及成分复杂的硅酸盐矿物。

一般为柱状结晶体形态。

电气石既是一种晶体，又是一种电介质，还是一种带电的石头。

电气石的由来古希腊神话里将电气石喻为普罗米修斯留给人间的火种的化身；古埃及的传说里，那么将电气石喻为沿着地心通往太阳的一道彩虹。

在西方，电气石被称为“权利之石〞，经常作为权利的象征被达官显贵们佩戴；在中国，电气石又因为与“辟邪〞谐音〔碧玺〕而被人们所喜欢。

相传，假设可以找到彩虹的落脚点，就可以找到永久的幸福和财富，彩虹虽常有，却总也找不到它的起始点。

直到1500年，一只葡萄牙勘探队在巴西发现一种宝石，居然闪耀着七彩霓光!像是彩虹从天上射向地心，沐浴在彩虹下的平凡石子在沿途中获取了世间所囊括的各种色彩，被洗练的晶莹剔透。

不是所有的石子都有如此幸运，这藏在彩虹落脚处的宝石，被后人称为“碧玺(Tourmaline)〞，亦被誉为“落入人间的彩虹〞。

在中国文化中，“碧玺〞这个词语最早出清朝。

清朝的古典?石雅?中曾有相关记载：“碧亚么之名，中国载籍，未详所自出。

清会典图云：妃嫔顶用碧亚么。

滇海虞衡志称：碧霞玺一曰碧霞玭，一曰碧洗；玉纪又做碧霞希。

今世人但称碧亚，或作璧玺，然已无问其名之所由来者，惟为异域方言，那么无疑耳。

〞在清朝之后的一些历史著作中，也找到了“砒硒〞、“碧玺〞、“碧霞希〞等称呼，而现代社会那么称呼这种奇特的宝石为碧玺。

传说碧玺特别受慈禧太后的喜欢，慈禧太后的殉葬品中就有很多碧玺首饰。

仍然有很多中国人特别喜欢碧玺首饰，碧玺首饰的价格也一路飙升，很多朋友都会定制碧玺首饰送给自己的亲朋好友。

碧玺首饰的种类很多，例如碧玺项链、碧玺戒指、碧玺吊坠等等。

碧玺谐音“辟邪〞。

〔2〕当别人对您有所成见时，有助于改善彼 此间的关系；当您与别人关系较冷漠疏远时，可以 增强彼此的人缘；同时，有助于消除一个人心中的 冷漠、孤傲、怪僻和各种异常心理，使人变得容易 相处。
〔3〕对于经常需要与公众打交道或工作 的人士，有助于散发个人魅力、强化领袖气 质，自然能够吸引更多人缘，获得人们的支 持。
碧玺也可以激发创意，带来无限的灵感 及思绪，并且冷静、清晰、及集中的力量， 更可以使你行事妥当，全力以赴，并且可以 放射出吸引爱情及友情的频率。
碧玺又可以放射出亲和力磁场，对于有领袖 气质的人，自然可吸引更多的人往你身上靠 拢，并且可融化人与人之间的隔膜。
碧玺本身对于新陈代谢及内分泌线体活 动可产生高度作用，并且可平衡内部气场， 可使阴阳相反元素容易结合及融合，也可在 对外化解人际间的各种冲突及矛盾。
四、光学性质
１、颜色
由于成分复杂，所以碧玺的颜色表现的丰富 多彩：
通常为玫瑰红或粉红、红、绿、深绿、浅蓝、 蓝、深蓝、蓝灰、紫、黄、绿黄、褐、黄褐、 浅褐橙、黑色等
作为宝石用碧玺的颜色主要有三个 系列：
红色系列 蓝色系列 绿色系列
２、光泽及透明度 玻璃光泽，透明—不透明
３、偏光性
1、解理 碧玺无解理，贝壳状断口 2、硬度 摩氏硬度7—8 3、密度 密度为〔，〕g/cm3
六、电学性质
1、压电性 碧玺无对称中心，当沿某个特殊方向加
力时，能够在垂直应力的两边外表产生 数量相等符号相反的电荷。 2、热电性 当温度发生改变时在碧玺Z轴的两端会产 生相反的电荷。——“吸灰石〞
〔2〕身处关系复杂、利益纠葛或是感情冲突 矛盾的人士，有助于化解迷思，得见真相；对于多 情、滥情、常有感情纠葛的男女，有助于从多方关 系中解脱而出，使得自己心安，也能觅得真爱。

K+、Ca2+、Mg2+、Al3+ 。 某些矿物含附加阴离子(OH)-及H2O分子。
物理性质
惰性气体型离子的卤化物矿物，一般为
无色、浅色，玻璃光泽，透明。硬度不大， 解理发育，性脆。比重小，导电性差。大 多易溶于水。 铜型离子的卤化物矿物常呈浅色，金 刚光泽，透明度较低。比重较大，导电性增强， 可具 延展性。
铝土矿 Al2O3•nH2O
成因：
主要形成于外生作用。 为富Al的岩浆岩和变质岩在湿热条件下 风化残留的产物；或由胶体沉积形成。
用途：
提炼Al的最主要矿石矿物； 劣质者可用作制造人工磨料、耐火材料 和高Al水泥原料。
褐铁矿 Fe2O3•nH2O
鉴定特征：
常呈多孔状、土状、致密块状、结核状 、钟乳状、葡萄状等集合体。也常见黄铁 矿晶形的假像，称假像褐铁矿。
黄水晶：黄色透明者，可能为Fe2+所致。 蔷薇石英（芙蓉石）：蔷薇红色或 粉红色， 可能由Ti、Mn造成。通常呈致密块状。加热至 575℃褪色；日光下长期暴晒颜色变浅。 乳石英：乳白色半透明的块体，含大量细 分散的气、液包裹体及微裂隙。 蓝石英：蓝色。含Ti较高，次有Al、Mn。 加热至300～400℃，褪色或变为 紫色。
磁铁矿 FeFe2O4
磁铁矿属于尖晶石族矿物，其晶体结构与 尖晶石相同。
化学组成：
常含Ti4+、V3+、Cr3+、Al3+、Si4+等替代 Fe3+；Fe2+易被Mg2+、Mn2+、Ni2+、 Co2+、 Zn2+、Ca2+等替代。 含杂质高的异种有：钛磁铁矿、铬磁铁 矿、钒磁铁矿、钒钛磁铁矿等。

电气石化学成分
电气石是一种常见的矿物，属于石英的一种变种。

它的化学成分主要是二氧化硅，化学式为SiO2。

除了二氧化硅之外，电气石还含有少量的杂质，例如铁、铝、钠等。

在电气石的化学成分中，二氧化硅是最主要的成分。

二氧化硅是一种无机化合物，是一种无色、透明的晶体，具有很高的硬度和稳定性。

它是许多矿物和岩石的主要成分，也是许多玻璃和陶瓷的原料。

除了二氧化硅以外，电气石中还含有少量的铁、铝、钠等元素。

这些杂质元素的存在会影响电气石的颜色和性质。

例如，含有铁的电气石呈现出黄色、棕色或绿色，含有铝的电气石呈现出灰色或白色。

电气石的化学成分对其性质有着重要的影响。

二氧化硅的高硬度使得电气石具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，适合用于制作珠宝和工艺品。

而杂质元素的存在则赋予电气石不同的颜色和纹理，增加了其装饰价值。

总的来说，电气石的化学成分主要是二氧化硅，同时还含有少量的杂质元素。

这些化学成分赋予了电气石独特的性质和外观，使其成为一种受人喜爱的宝石和工艺材料。

负离子粉知识介绍负离子粉（又叫电气石粉、纳米电气石粉托玛琳电气石等）是一种天然的宝石矿物质，电气石粉是把电气石原矿经过去除杂质后，再经机械粉碎得到的粉体。

经过加工提纯的电气石粉体具有较高的负离子产生量和远红外发射率。

电气石化学通式为NaR3Al6Si6O18BO33(OH,F)4，晶体属三方晶系的一族环状结构硅酸盐矿物的总称。

式中R代表金属阳离子，当R为Fe2+时，构成黑色晶体电气石。

当R为Mg2+时，又叫做镁电气石。

电气石晶体呈近三角形的柱状，两端晶形不同，柱面具纵纹，常呈柱状、针状、放射状和块状集合体。

常具色带现象，条痕无色，玻璃光泽，断口松脂光泽，半透明至透明。

无解理（所以无解理，意思就是受外力后并不会沿一定方向破裂，而是随意破裂，破裂面也不平滑）。

摩氏硬度7-7.5，具脆性，比重2.98 —3.20。

晶体两端带有正、负电核；其表面流动着0.06毫安的微电流，具压电性和热电性。

电气石被粉碎的越细，所释放的能量就越强。

一、电气石粉的分类：电气石粉根据用途和粒度不同，主要分为电气石粉、超细电气石粉、纳米电气石粉。

适用行业涉及：环保、卷烟、涂料、纺织、化妆品、净化水质、净化空气、防电磁辐射、保健品等。

二、原料品种、规格及负离子释放量电气石粉原料主要分纤维电气石和晶体电气石两种，国产的又以新疆单晶体电气石、桂林针状纤维电气石和新疆聚晶体电气石品质较好；世界上品质最好的当属巴西产的宝石级电气石为最优级，只有巴西才出产白色的电气石。

电气石粉的规格：100目、325目、800目、1250目、3000目、6000目不等，国内目前最细可达20000目。

从矿山上开采下来的电气石原矿本身是并不是很纯净的，需经过人工挑选，把晶体结构完整的挑选出来，统一放在水中冲洗，这一过程能去掉很多杂质，使矿石更加纯净，把挑选好的矿石晾干，用气流磨进行加工。

气流磨加工的粉末有几大特点，粒度比较细、分布均匀、避免了加工出来的粉末不均匀有粗有细。

２１ ｏ（ Ｊ
图 １ 电气石 Ｘ 射 线衍射 图
Ｆｉ ＸＲＤ ａ ｔ ｒ ｓ ｏｆｔ ｒ ａ ｉ ｏｗｄｅ ｇ１ ｐ ｔ ｅ ｎ ｏｕ ｍ ｌｎｅ ｐ ｒ
的研究 ， 利用 ｘ射线 衍 射 、 描 电镜 、 分 辨 电镜 、 扫 高 ＂０
核 磁共振 研究 了电气 石 微 粉 的物相 结 构 、 结 构 特 点 微
进 行 ＂Ｏ 的 测 试 ， 场 强 度 为 １ ． ９ Ｔ， 振 频 率 为 磁 ４ ０６ 共
８ ． ５ ＭＨｚ实验 温度 为 ２ ℃ ， 脉 冲常 规测 试 ， 冲 １ ３９ ， ５ 单 脉 宽度 为 １ ． ｕ ， 描 次 数 为 １ ２ １ ８ｓ 扫 ０ ４次 。结 果 见 图 ４所
示。
利用 Ｊ ０Ｌ公 司 Ｅ Ａ ６ ０型 ６ ０ Ｅ Ｃ 一０ ０ ＭＨｚ核 磁 共 振
子； 电气 石粉 对 水 的” 核 磁 共 振 谱 的 半峰 宽 具 有 明 ｏ
显 的 影 响 ， ＨＷ 一 １ ５ ４ Ｈｚ降 到 ＨＷ 一 ８ ．１ Ｈｚ 从 ４． １ １ １ ，
波谱 仪 Ｏ 的测 试研 究 了 电气 石超 细 微 粉对 液 态 水 分 子 团簇结 构 的影 响 ， 场 强 度 为 １ ． ９ Ｔ， （ 磁 ４ ０ ６ ” ）的共 振
＊
３ ２ 电气 石 微 结 构 特 点 研 究 ．
利用 日立 Ｓ４ ０ － ８ ０扫描 电镜 对 电气 石 微 粉 的形 貌 特点进 行 了研究 （ 图 ２ 。 见 ）
微 粉颗 粒度 达＜ １ ｍ， 观察 发 现 ， 电气石 微 粉 中较
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （０ ７０ ２ ； 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 （ ７ ５６２５）国 ９ ３计 划 ） 助 项 目（０ ７ Ｂ １ ３ ２ ； 资 ２０ Ｃ ６３ ０ ） 国家 科 技 支 撑 计 划 重 点 资 助 项 目（ ０ ７ Ａ ０ ８ ５ ； 东 省 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ０ ６ １ ） ２０Ｂ ００７）山 Ｙ２ ０ Ｆ ９ 收 到 初 稿 日期 ：０ ９ １ — ２ ２ ０ — １ ０ 收 到 修 改 稿 日期 ：０ ９１ — ５ ２ ０ — ２２ 通讯作者 ： 展 杰 作者简介 ： 展 杰 （ ９４ １６ 一） 男 ， 东肥 城 人 ， 士 ， 教 授 ， 要 从 事 功 能 晶 体 材 料 研 究 。 ， 山 博 副 主

摘 要 ：该 文 以广 西 所 产 黑 色电 气 石 为研 究 对 象 ， 以４ ０ ０℃ 、 ５ ０ ０℃ 、 ６ ０ ０℃ 、 ７ ０ ０℃ 、 ８ ０ ０℃ 、 ９ ０ ０℃ 为 热 处 理 温 度 进 行 焙 烧 处理 ， 采用 ｘ射线衍射法、 红 外吸 收 光 谱 测 试 了 热 处 理 前 后 电 气石 的 结 构 变 化 ． 实验结果表 明 ： 当处 理
１ ． ２ 实验 方 法
称取 ～定 量 的电气石 粉 ， 分别置 于 马弗炉 中进行 ２ ｈ的焙 烧处 理 ， 处 理温 度 分别 为 ４ ０ ０℃ 、 ５ ０ ０℃ 、 ６ ０ ０
℃、 ７ ０ ０℃ 、 ８ ０ ０ ｏ Ｃ、 ９ ０ ０℃ ， 之后 随炉冷 却 ， 取 出分别 采用 Ｎ ｉ ｃ ｏ ｌ ｅ ｔ 一 ５ ７ ０ ０型傅 里 叶变 化红 外 吸收 光谱 仪 和 Ｔ Ｄ一 ３ ５ ０ ０ Ｘ射线 衍射 仪测 试其结 构 变化 ．
项 目资助 ： 国家 自然科学基金 （ ５ １ ０ ０ ４ ０ ６ ６ ）， 绵 阳师范学院学科建设项 目（ ２ ０ １ １ Ｃ ０ ３ ） ， 四川教育厅科研项 目（ １ ３ Ｚ Ｂ ０ １ １ ８ ） 作者简介 ： 张俊朋（ １ ９ ９ １一） ， 男， 绵 阳师 范 学 院 ２ ０ １ ０级 在 渎本 科 生 通讯作者 ： 何 登 良（ １ ９ ７ ７一 ） ， 男， 副教授 ， 博 士， 主要 从 事 环 境 功 能 材 料 研究 ．
温度在 ４ ０ ０℃ 、 ５ ０ ０℃ 、 ６ ０ ０ ｑ Ｃ时， 电气石的物相仍为黑电气石 ， 说 明该 电气石在 ６ ０ ０ ｃ ｃ下能够稳 定存在 ； 当处理温度
升 高到 ７ ０ ０℃ ， 电气 石 的 物 相 转 变 为 布格 电 气石 ， 同时 晶 胞 体 积 缩 小 ， 可 能 是 由于 高温 条 件 下 电 气 石 的 晶 胞 产 生 了

无机材料科学基础课后习题答案宋晓岚黄学辉版无机材料科学基础课程组第二章答案2-1略。

2-2（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。

答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）；（2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。

2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[]答：2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。

定量：晶胞参数。

2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。

离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。

共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。

金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。

范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。

氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。

2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。

2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。

不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。

电气石——多功能环保健康新材料郭 力(咸阳非金属矿研究设计院，陕西咸阳 772021)1 前 言电气石是全球稀缺的非金属矿产资源，宝石级电气石称“碧玺”，主要产于巴西、中国、印度等。

它是一种在自然状态下电子永久流动能产生静电场的一种矿石，并能在无源状态下使空气和水产生碱性负离子。

从20世纪90年代开始，日本、美国等国家在用电气石改善环境和人体保健方面的研究和开发被认为是矿物材料领域里的一场革命，目前，已开发应用在环保(水、气净化)、化工、功能陶瓷、人体保健、农业等领域有几十个系列数百种产品，并且取得了很好的经济效益。

2000年日本与电气石有关的产品市场销售额高达100亿美元。

而中国对电气石的应用研究至今几乎是空白。

随着日、美等国对电气石大量开发利用，国人也开始了解到了它的价值，得到了一些前瞻性科研单位和企业的关注，并已着手研究开发相关产品。

据日本专家预测中国市场在今后的五年内将会形成研究开发和生产与电气石相关的环保和人体健康产品的热潮，届时中国的资源优势和巨大的市场需求潜力将会显示出强大的生命活力。

2 电气石的基本性能电气石是一种硼硅酸盐类矿物，其化学式可简写成NaR3A16B3Si6O27(OH)4,其中Na可部分被K和Ca代替，OH可被F代替，R的位置同质多像广泛，根据晶体结构内的R端组分不同可分为呈褐色和黄色的镁电气石、黑色的铁电气石、玫瑰色的锂电气石、淡蓝色的钠锰电气石和深绿色的铬电气石。

矿物硬度为7～7.5，密度3.3～3.25，柱状晶形，柱石有纵纹、横断面呈球面三角形，无解理，常见形多为复三方单锥晶体，集合体呈棒状、柱状、放射状、束针状以及致密块或隐晶质块状。

电气石的晶体结构为三方晶系，即硅氧四面体组成的复三方环，由于晶体结构特别，导致两个高电荷的原子在结晶格架上排列明显错位、由此致使晶体一端为电荷正极，另一端为电荷负极，电子永不停息的从负极流向正极，从而形成了电流和静电场。

(1) 静电永久地产生微弱电流，形成静电场电气石晶体结构本身具有永久带电和永久保持着正极和负极的特性，它和铀矿石具有放射性形成放射场，磁铁矿石具有磁性形成磁场一样，具有形成电场的特性。

（1）水泥属于三大硅酸盐产品之一，主要原材料是黏土和石灰石，故答案为：黏土、石灰石；
（2）纯净的二氧化硅具有良好的导光性，可以用于制备光导纤维；硅单质是良好的半导体材料，可以用作芯片材料，故答案为：SiO2；Si；
（3）氢氟酸与二氧化硅反应生成四氯化硅气体和水，反应方程式为：4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O，故答案为：4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；
D．碳酸氢钠不稳定，受热分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕点疏松多孔，常用于食品发酵剂，故D正确；
答案选D。
4．某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时，发现一瓶盛有无色溶液的试剂，标签破损，如图。
某同学根据中学化学知识，对该溶液中的溶质成分进行如下预测和验证，其中错误的是(包括预测物质的化学式、检验需要的试剂、操作、现象及结论)
9．硅铁合金广泛应用于冶金工业，可用于铸铁时的脱氧剂、添加剂等，回答下列问题：
（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图为________，基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
选项
预测物质的化学式
检验需要的试剂
操作、现象及结论
A
Na2SO4
稀盐酸、氯化钡溶液
取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若无明显现象，再滴入氯化钡溶液，如果产生白色沉淀，则原溶液是Na2SO4溶液
B
Na2CO3
稀盐酸、澄清的石灰水
取少量该溶液于试管中，滴入足量稀盐酸，如果产生的无色气体能使澄清的石灰水变浑浊，则原溶液一定是Na2CO3溶液
B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
C．1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗6L3mol/LHNO3溶液

电气石的精石颗粒制备及其相关研究介绍马倩倩/文【摘要】电气石是非金属矿物领域中较为重要的一类硅酸盐类矿物，属非可再生类天然矿物。

电气石因具有压电性、远红外性及可以释放负离子等特性而具有很大的应用价值。

近些年来备受欢迎。

本文主要从三大方面介绍了电气石，其中包括电气石基本介绍、精石颗粒制备研究以及与电气石相关的研究。

【关键词】电气石；非金属矿；精石颗粒制备；压电性电气石是电气石族矿物的总称，是多元素以含硼为特征的环状结构天然硅酸盐矿物。

电气石是地壳中常见的含硼矿物，也是矿床学及矿物学研究中常常对于寄主岩石具指示意义的矿物。

电气石的结构通式为XY 3Z6[Si 6O 18][BO 3]3W 4Z，其中X=Ca 2+、Na +、K +、□（空位），Y=Mg 2+、Fe 2+、Li +、Mn 2+、Al 3+、Fe 3+，Z=Al 3+、V 3+、Cr 3+、Mg 2+，W=OH -、F -、O 2-。

在电气石的晶体结构中X、Y、X、W 位置的离子，一部分可以被性质相同的离子所占据，因此电气石族矿物中存在类质同象的现象。

根据电气石晶体中的成分，国际矿物学界将电气石族的矿物分为14种。

《结晶学及矿物学》中沿用系统矿物学的分类方法，按照Y 位置离子种类，将电气石划分为黑电气石、镁电气石、锂电气石和钠锰电气石4个端元组分[6]。

1.1 电气石的性能电气石晶体具有近似三角形的柱状形状，两端有着不同的晶形，柱面上存在纵向纹路，通常表现出柱状、针状、放射状和块状集合体的形态。

晶体具有玻璃光泽，断口有松脂光泽，颜色半透明至透明。

无解理。

电气石晶体的莫氏硬度为7～7.5，比重为2.98～3.20。

电气石由于其优异独特的性能，使得其在环保、电气、医药、化工、建筑等领域受到了研究者的广泛关注[2]。

1.2 电气石资源我国电气石资源丰富，有电气石产出报告省份达到了25个，尤其是西部地区的电气石产出比较丰富，目前国内的电气石主要产地有内蒙古、山东、广西、辽宁、云南、新疆等地，除少数结晶较好的宝石级电气石之外存在大量的低等级电气石和大量电气石废料[5]。

电气石的地质成因电气石的地质成因相当复杂，常以副矿物（有时为主要矿物）的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中，它的化学性质稳定，十分耐磨、耐蚀，并且各种电气石的成因各不相同，因此电气石的化学成分和性质被广泛用于成岩、成矿环境的灵敏指示剂而备受关注。

电气石的成因分类方法一般有两种：一种是按照原岩不同进行分类；另一种是按照电气石的类质同象来区分。

电气石富含B和H2O，它的成因多与气成作用有关，多产于花岗伟晶岩及气成热液矿床中。

一般黑色电气石形成于较高温度，绿色、粉红色者一般形成于较低温度。

早期形成的电气石为长柱状，晚期者为短柱状。

此外，变质矿床中亦有电气石产出。

按照原岩大体可分为四类：岩浆岩型、伟晶岩型、金属矿产型和沉积岩型。

1.1岩浆岩（包括花岗岩化作用形成的岩浆岩）里的电气石岩浆岩型中电气石是常见的副矿物之一，特别是黑电气石主要产于花岗岩、白岗岩、紫苏花岗岩、细晶岩、石英斑岩、石英二长闪长岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、辉长岩、辉绿岩、橄榄岩、金伯利岩、刚玉钙长黑云岩、各类碱性岩等，以及火山岩中的流纹岩类。

电气石的成因与熔体中富含B, F等挥发性组分有关，也与熔体中富含H2O的流体相有关。

同时熔体最后阶段的汽相中富含B, Na, Si，而K和Al已基本耗尽。

因此，岩浆成因的电气石以黑电气石最为常见。

1.2伟晶岩里的电气石电气石是各类伟晶岩里比较常见的矿物，花岗岩浆作用后期的伟晶岩有结晶粗大的电气石晶体，主要是黑电气石－锂电气石系列。

简单伟晶岩中以黑电气石为主，锂电气石、钙锂电气石产于复杂伟晶岩里(这类伟晶岩往往富碱质)，如钾长伟晶岩的中央带，与绿柱石、锂云母、铯榴石、铌钽类矿物共生。

镁电气石－黑电气石系列产于夹有镁质大理岩的富Mg 质沉积变质岩系的伟晶岩体里。

我国辽宁变质硼矿床中，电气石产于电气石变粒岩中，主要是黑电气石，与长石、石英、黑云母、石榴子石等共生。

由含硼流体交代富镁大理岩形成的镁质矽卡岩，产出富镁的镁电气石，与金云母、透闪石、斜硅镁石、遂安石、板状硼镁石共生，分布在硼矿体的外部，有时构成矿体顶板。

第二章电气石的矿物学特征我国的电气石资源较丰富，潜在资源量较大，分布较广，全国除上海、天津、重庆、宁夏、江苏、海南及港、澳、台等省市区未见报道有电气石产出外，其余25个省市自治区均发现有电气石产出，特别是西部地区的电气石资源较丰富。

全国已知电气石产地150多处，有80多处具一定规模。

电气石常以副矿物（有时为主要矿物）的形式广泛分布于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液矿床中，它的化学性质稳定。

2.1 我国的电气石按成因可分为三个大的类型(表1)。

［1］具体分类见表1。

表1 我国电气石的成因类型矿产类型亚类实例与岩浆作用有关的电气石岩浆型云南西盟阿莫锡矿、西藏莽总铜矿电英质火山岩伟晶岩型新疆可可托海、黑龙江林口、广西资源、东秦岭、云南高黎贡山及哀牢山、内蒙古狼山地区花岗岩类热液型江西赣南、广西恭城、广西大厂龙箱盖岩体、广西宝坛地区、山东柳家、湖南柿竹园、大义山、内蒙古、广东、云南等地火山－次火山热液型广西贵港龙头山、内蒙莲花山、江西龙眼石热水沉积岩型电气石广西大厂铜坑－长坡锡多金属矿、辽宁凤城－宽甸硫铁矿带、山西中条山铜矿、内蒙古别鲁乌图铜矿、表生风化型电气石新疆沙尔布拉克金矿2.1.1与岩浆作用有关的电气石本类型电气石根据产出围岩的不同又可分为四个亚类，即岩浆型、伟晶岩型、花岗岩浆热液型和火山－次火山热液型。

1、岩浆成因电气石[2、3]。

在云南西盟佤山的佤山电英岩和西藏昌都地区的西藏岩（电英质火山岩）中的电气石即属于这种类型。

佤山电英岩主要由50％－60％的电气石、40％－50％的石英及少量钠长石组成。

电气石属铁镁电气石，结晶较好，以细粒－中粒半自形－自形粒状产出。

西藏岩（电英质火山岩）中电气石和石英含量基本相等，电气石既呈斑晶，又呈球粒、鸡毛掸状、毡状雏晶相对均匀地分布在基质内。

基质中的电气石为隐晶质，只有在显微镜下方可辨认。

含量总体相近，2、伟晶成因电气石［4、5、6、7、8、9］。

伟晶岩中产出的电气石一般晶体较大，晶形完好。

电气石研究报告
电气石研究报告
电气石是一种具有特殊光学性质的矿物，其化学成分为硅酸盐，属于
三斜晶系。

电气石的主要特点是具有双折射现象，即光线在经过电气
石时会分裂成两条光线，且两条光线的传播速度和方向不同。

这种特
殊的光学性质使得电气石在光学仪器、通信设备、医疗器械等领域有
着广泛的应用。

电气石的制备方法主要有两种，一种是天然电气石的开采和加工，另
一种是人工合成电气石。

天然电气石的开采主要集中在美国、加拿大、澳大利亚等国家，其中美国的俄勒冈州是世界上最大的电气石产地。

人工合成电气石的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、熔融法等，其中溶胶-凝胶法是目前最常用的一种方法。

电气石的应用领域非常广泛，其中最主要的应用是在光学仪器领域。

电气石可以制成偏光器、波片、光栅等光学元件，用于制造激光器、
光纤通信设备、光学显微镜等高精度光学仪器。

此外，电气石还可以
用于制造医疗器械，如血糖仪、血氧仪等，以及用于制造磁记录材料、电容器等电子元器件。

电气石的研究和应用在我国也有着广泛的发展。

目前，我国已经具备
了一定的电气石开采和加工能力，其中以云南省的电气石产量最大。

此外，我国的电气石研究也取得了一些进展，如在电气石的制备方法、光学性质、应用等方面都有着一定的研究成果。

总之，电气石作为一种具有特殊光学性质的矿物，在光学仪器、通信
设备、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。

随着科技的不断进步和
人们对高精度光学仪器的需求不断增加，电气石的研究和应用也将会
得到更加广泛的关注和发展。

煅烧白云石的晶相变化和热膨胀行为研究引言：白云石是一种常见的矿石，其在高温下煅烧时会发生晶相变化和热膨胀行为。

这两个过程对于白云石的性质和工业应用具有重要意义。

本文将对白云石的煅烧过程中的晶相变化和热膨胀行为进行深入研究并进行分析。

一、白云石的晶相变化晶相变化是物质在高温下晶体结构发生变化的现象。

煅烧过程中，白云石首先失去结晶水，随后发生晶相变化。

通常情况下，白云石晶相变化为褐铁矿和硅酸钙。

1. 褐铁矿的生成褐铁矿是白云石在高温下的主要晶相变化产物。

煅烧过程中，白云石的结晶水被去除，晶格发生重组，形成新的晶体结构。

研究表明，褐铁矿的生成与煅烧温度、时间和气氛等因素有关。

温度越高，时间越长，褐铁矿的含量越高。

2. 硅酸钙的形成硅酸钙是另一个可能出现的晶相变化产物。

白云石在高温下，部分中性和碱性熔体的存在会促进硅酸钙的生成。

硅酸钙的形成有助于降低白云石的熔点和改善其工业应用性能。

二、煅烧白云石的热膨胀行为煅烧过程中，白云石会发生热膨胀现象。

研究白云石的热膨胀行为有助于了解其在高温下的性质，以及对于相关工业过程的影响。

1. 热膨胀系数热膨胀系数是衡量物质在温度变化下变体积的能力。

研究表明，白云石的热膨胀系数随温度的升高而增加。

随着晶相变化的发生，白云石的热膨胀系数可能发生变化。

例如，褐铁矿具有较高的热膨胀系数，而硅酸钙具有较低的热膨胀系数。

2. 热膨胀行为对工业过程的影响热膨胀行为对于白云石在高温下的工业应用具有重要影响。

例如，在冶金工业中，白云石作为一种重要的冶金原料，其热膨胀行为直接影响到其在高温反应炉中的稳定性和反应速率。

研究白云石的热膨胀行为能够提供重要的理论依据和工程指导。

三、研究方法和技术煅烧白云石的晶相变化和热膨胀行为的研究可以通过多种方法和技术来实现。

1. X射线衍射（XRD）X射线衍射技术可以用来分析白云石在煅烧过程中的晶相变化。

通过研究材料的衍射峰位置、强度和形状等信息，可以确定晶体结构和晶相组成的变化。

高温烧水晶石的原理高温烧水晶石的原理是基于物质的相变和化学反应的原理，主要涉及到热力学和化学动力学的知识。

首先，需要明确的是，水晶石通常指的是二氧化硅（SiO2）的晶体形式，如石英、紫晶等。

在高温烧石英或水晶中，主要涉及到以下几个过程：石英的熔化、石英与空气中氧气的氧化反应、以及形成各种氧化物的反应。

首先是石英的熔化过程。

理想条件下，石英的熔化温度约为1670摄氏度。

当温度升高到接近熔点时，晶体中的结构开始破坏，原子或离子的排列发生变化，使得晶体逐渐失去晶格结构，形成一种叫做胶体的物质状态。

当温度继续升高至熔点时，石英完全熔化，形成液体状态。

其次是石英与空气中氧气的氧化反应。

在石英熔化的过程中，由于高温下氧气分子碰撞的能量增加，氧分子会与晶状硅结构中的硅原子发生氧化反应，形成二氧化硅（SiO2）。

这个过程可以概括为：SiO2 + 1/2O2 →SiO3此外，还可能会发生石英与其他气体或杂质的反应。

例如，石英中含有的一小部分杂质金属离子会与氧气发生反应，生成各种金属的氧化物。

这些氧化物的性质和产生机理不尽相同，可能会对水晶表面的颜色、亮度以及其他性质产生重要影响。

在高温烧水晶石的过程中，还可能涉及到其他物理和化学变化。

例如，由于石英的熔化点较高，需要提供高温热源（如电炉）将石英加热至足够高的温度。

此外，还需要控制石英的加热速率和冷却速率，以避免石英晶体的破裂。

总结起来，高温烧水晶石的原理主要是通过加热石英使其熔化，然后与氧气发生氧化反应形成二氧化硅。

同时还可能发生其他各种反应，形成各种氧化物。

烧水晶的温度、加热速率、冷却速率等因素都会对最终的结果产生影响，从而得到不同颜色和性质的水晶石。