Искусственные минералы
Искусственные минералы
Научная конференция
Выполнили студенты гр. ПК-21 Власов Ю.А., Махвиеня
С.О.
Белорусский Государственный Университет Транспорта
Кафедра’ Строительные конструкции, основания и фундаменты
‘
Искусственное получение минералов представляет
известный интерес. С одной стороны, это позволяет исследовать процессы
минералообразования, с другой – даёт возможность получать нужные для практики
минеральные вещества, что широко используется в технологии строительных
материалов.
Искусственным путем (методом синтеза) можно получать
минералы, которые встречаются в природных условиях (алмаз, корунд, кварц и
др.), и минералы, которые в природных условиях самостоятельно не встречаются
(алит, белит и др.), а входят в состав различных технических продуктов, таких
как цементы, огнеупоры и т.д.
Искусственно полученные естественные минералы путем
синтеза из исходных веществ выгодно отличаются от своих аналогов, образованных
в природных условиях, так как в них отсутствуют химические и механические
примеси. В настоящие время в промышленных целях получен ряд минералов, которые
редко встречаются в природе, но обладают ценными свойствами (флюорит, корунд и
др.). В 1961 в СССР синтезированы искусственные алмазы, прочность которых была
в 40% выше естественных. В таблице 1 приведены некоторые минералы полученные
искусственно.
Некоторые естественные минералы, полученные
искусственно
Минералы
|
Формула
|
Минералы
|
Формула
|
Сфалерит
|
ZnS
|
Самородная
|
|
Корунд . .
|
А1203
|
сера ....
|
S
|
Галенит . .
|
PbS
|
Ангидрит . .
|
CaSO4
|
Барит ....
|
BaSO4
|
Энстатит . . .
|
mr (Si206)
|
Магнетит
|
FeFe2O4
|
Малахит . . .
|
CuCO∙Cu(OH)2
|
Оливин . .
|
(Fe, Mg)2(Si04)
|
Шпинель . .
|
A12 Mg04
|
Полевые шпаты
|
—
|
Кварц ....
|
SiO2
|
Самородная
|
|
Галит ....
|
NaCl
|
медь . . .
|
Cu
|
Асбест . . .
|
—
|
Карбонаты . .
|
—
|
Слюды ....
|
— .
|
Алмаз . . .
|
С
|
Пирофиллит .
|
—
|
Методы синтеза естественных минералов можно разделить
на две группы:
1) синтез проводимый в условиях нормального давления.
2) синтез осуществляемый при повышенных давлениях.
В настоящие время получение искусственных минералов
сводится к следующим процессам :
1) кристаллизация расплава;
2) реакции, в которых участвуют газовые компоненты;
3) получение минералов в присутствие водных растворов;
4) получение минералов путем реакции в твердой среде.
Методы синтеза минералов требуют специальной
аппаратуры, длительны по времени и весьма трудоёмки. В целом задача синтеза
минералов еще далеко не решена.
Однако в настоящие время многим исследователям стран
СНГ удалось получить целый ряд ценных минералов, которые перестали быть
достоянием лабораторий и освоились промышленностью.
Ниже дается краткое описание искусственных минералов,
которые встречаются в технических продуктах (цементы, огнеупоры и т.д.), и
некоторых высокопрочных кристаллов. Многие из этих минералов входят в состав
различных технических продуктов. В связи с этим их описание даётся по группам
минералов, выделенных по химическому составу (табл.2).
Искусственные минералы технических продуктов и
высокопрочные кристаллы(таб.2)
Группа
|
Минералы
|
Химическая
формула
|
А ЛИТ
Белит
Волластоипт
Псевдоволластонит Ранкинит
|
3CaO∙SiO2
2CaO∙SiO β-CaO-SiO2
α –CaO∙SiO2 3CaO-2Si02
|
Алюминаты
кальция
|
Трехкальциевый алюминат
Пятикальциевый трех-алюминат Однокальциевый алюминат Однокальциевый
двухалюминат
|
ЗСаО∙А12О3 5CaO∙3Al2O3
CaO∙Al203 CaO∙2Al2O3
|
Алюмосиликат кальция
|
Геленит
|
2CaO∙Al2O∙SiO2
|
Алюмосиликат
|
Муллит
|
3Al2O3-SiO2
|
Силикаты кальция
и магния
|
Окерманит
Монтигеллит
|
2CaO-MgO-2SiO2
CaO-MgO-2SiO2
|
Алюмоферрит
кальция
|
Целит
|
От CaO-Fe2O3 до
8CaO-3 Al2O3-Fe2O3
|
Ферриты кальция
|
Однокальциевый
феррит Двухкалышевый феррит
|
CaO-Fe2O3 2CaO-Fe2O3
|
Группа
|
Минералы
|
Химическая
формула
|
Окислы и гидроокислы
Окислы и гидроксилы
|
Известь (свободная окис
Известь (свободная окись
кальция) Портлаидит (гидрат окиси кальция)
Периклаз (окись магния)
Кремнезем Тридимит Кристобалит
|
СаО
СаО
Са (ОН)2
MgO
SiO2 Si02 Si02
|
Гипс и продукты его
обезвоживания
|
Гипс α-полугидрат
β-полугидрат Ангидрит
|
CaS04.2H20 CaSO4-0,5H20
CaSO4-0,5H2O CaSO4
|
Прочие соединения
кальция
|
Ольдгамит
Перовскит
|
CaS CaO∙TiO2
|
Высокопрочные кристаллы
|
Карбиды вольфрама Карбиды
молибдена Нитрид ниобия Карбид бора Карбид кремния
|
WC и W2C Mo2C и
МоС Nb3N5 B4C SiC
|
Искусственные минералы технических продуктов.
Силикаты кальция.
Алит (трехкальцевый силикат) 3CaO∙SiO2
представляет собой бесцветные мелкие кристаллы в виде гексагональных табличек
или призм (иногда игловидных) с неясно выраженной спайностью по одному
направлению (рис. 1). Сингония тригональная. Кристаллы нередко обнаруживают
зональную структуру, особенно хорошо видную при изучении препаратов в
отраженном свете. Погасание прямое или под небольшим углом. Однослойный,
показатели преломления Ng=1,772, Np=1,718, двойное лучеприломление малое: Ng- Np=0.004.
Оптический знак кристалла отрицателен.
Твердость алита по шкале Мооса колеблется между 5 и 6,
удельный вес 3,2. Является главным минералом портландцементного клинкера,
входит также в доломитовые огнеупоры. Легко может гидратироваться и разлагаться
соляной кислотой, способен твердеть под водой.
Белит (двухкальциевый силикат) 2СаО • 5SiO2
в трех видах: α-, β- и γ-формы, причем по оптическим данным αиβ
между собою весьма сходны, а переход в γ-форму
сопровождается резким изменением свойств α- и β-фор-мы
образуют правильные округлые зерна, часто призматического облика, со спайностью
по призме (рис. 1). Для белита во многих случаях характерна сложная двойниковая
структура и темноокрашенные включения, имеющие правильную ориентировку. В
шлифах эти формы имеют желтоватую окраску. За счет растворенных Fе2О3
и Сг2О3 зерна приобретают коричневый или зеленый цвет.
β-форма
белита под микроскопом наблюдается в виде трех разновидностей: 1) зерен с двумя
или тремя системами взаимнопересекающихся штрихов, каждая из которых состоит из
параллельных линий, 2) форм с одной системой двойниковых пластинок; 3)
несдвойникованных зерен.
Показатели преомления α- и β-форм:
Ng=1,735, Nр=1,717, Ng — Nр = 0,018,
оптический знак положительный. Удельный вес 2,974.
Рис. 1 Кристаллы белита в клинкере (210Х)
γ-2СаО∙ЗSiO2
(фелит) имеет призматический облик со спайностью по призме; погасание прямое;
показатели преломления: Ng = 1,654, Nр= 1,642, Ng — Nр=0,012.
Это низкотемпературная форма, возникающая из β-формы при
675° С, имеет плотность примерно на 10% меньше плотности α-
и β -белита, поэтому такое превращение сопровождается
разрушением вещества до состояния тонкой пыли. Появление фелита в вяжущих
породах и огнеупорах нежелательно, так как по способности к гидратации и
твердению эта форма не активна и в ряде случаев (доломитовые огнеупоры)
приводит к разрушению. Вода на γ-форму не действует, она легко разлагается кислотами.
Белит в значительных количествах присутствует в
портландцементном клинкере, в шлаках, доломитовых и магнезиально-доломитовых
огнеупорах. Портландцемент с высоким содержанием белита отличается замедленным
твердением, но зато стоек к разрушающему действию агрессивных вод.
Волластонит β-СаО∙5SiO2
и псевдоволластонит α-СаО-5SiO2— однокальциевые силикаты. Волластонит — природный
минерал, образуется также при расстекловании некоторых технических стекол.
Форма кристаллов игольчатая, брусковидная и волокнистая со спайностью,
параллельной удлинению. Система моноклинная. Ng = 1,631, Nр =
1,616, Ng — Nр = 0,015. Оптический знак отрицательный. Погасание
параллельно удлинению. Рис. 2. Псевдоволластонит в стекле (74 X)
Удельный вес 2,915. В воде не разлагается, в кислотах легко растворяется.
Псевдоволластонит имеет форму округлых зерен или
шестиугольных бесцветных табличек с ясно различимой спайностью и иногда с
полисинтетическими двойниками (рис. 2). Удельный вес 2,912. Ng=1,654,
Nр = 1,610, Ng— Nр = 0,044,
оптический знак положительный. Цвета интерференции яркие (красные, зеленые,
желтые тона). Оба минерала характерны для шлаков.
Ранкинит ЗСаО • 2SiO2
(трехкальциевый дисиликат) встречается в основных и кислых доменных шлаках в
виде округлых неправильных по очертаниям зерен, по-видимому, ромбической (?)
сингонии. В отдельных случаях ранкинит дает крупные порфировые выделения.
Показатели преломления: Ng=1,650, Nр= 1,641, двупреломле-ние слабое: Ng —Nр =
0,009, оптический знак положительный.
Алюминаты кальция
В эту группу входят несколько минералов:
трехкальциевый алюминат, пятикальциевый трехалюми-нат, моноалюминат кальция и
однокальциевый двуалю-минат.
Трехкальциевый алюминат ЗСаО • А12О3 кристаллизуется в
кубической сингонии и образует изометрические бесцветные мелкие зерна с прямоугольными
или гексагональными очертаниями и с несовершенной спайностью. Это соединение
может находиться также в аморфном состоянии.
Кристаллы трехкальциевого алюмината изотропны, N=1,710,
твердость 6, удельный вес 3,04. Может растворять в себе до 2,5% Ре2О3,
замещающих А1203, и тогда N=1,715. Способен легко гидратироваться и твердеть с
выделением большого количества тепла. Растворяется в кислотах. Входит в состав
цементного клинкера. В шлифах наиболее легко устанавливается методом
окрашивания.
Пятикальциевый трехалюминат 5СаО • ЗА12Оз
кристаллизуется в кубической системе в виде округлых, реже треугольных зерен
без спайности. Бесцветный, в составе шлаков окрашен в интенсивно зеленый цвет.
Оптически изотропен, N=1,608. Мол-сет растворять в себе до 2% Ре2О3,
замещающих А1203, тогда N=1,613. Твердость 5, удельный вес 2,69—2,71.
Неустойчивая форма пятикальциевого трехалюмината
обычно представлена игольчатыми или таблитчатыми индивидами ромбической
сингонии, которые нередко собраны в сферолитовые радиально-лучистые стяжения.
Кристаллы в прозрачных шлифах имеют бледно-зеленую окраску с ясно выраженным
плеохроизмом от оливково-серых до голубовато-зеленых тонов. Ng=1,692,
Nр = 1,687, Ng-Np = 0,005.
Погасание прямое.
Пятикальциевый трехалюминат входит в состав глиноземистых
доменных шлаков, клинкеров глиноземистого и портлендского цемента, причем в
последнем в виде самостоятельных выделений не встречается.
Однокальциевый алюминат СаО • А12О3 образует
таблитчатые прямоугольные очертания, бесцветные кристаллы со спайностью в одном
направлении. Нередко наблюдаются сложные и псевдогексагональные тройнико вые
срастания. Погасание табличек прямое; Ng=1,663, Np=1,643,
Ng — Np = 0,020; оптический знак отрицательный. Может
растворять в себе до 15% СаО • А12О3, при этом Ng = 1,720, а Np=1,70.
Удельный вес 2,981. Является главной минералогической частью глиноземистого
цемента и входит в состав доменного шлака.
Однокальциевый двухалюминат СаО • 2А12Оз образует
моноклинные сильно вытянутые игольчатые или призматические кристаллы иногда
длиной в несколько миллиметров. Бесцветен. Имеет большой угол погасания (до
31°), благодаря чему легко распознается. Показатели преломления: Ng=1,654,
Np = 1,617, двуиреломление высокое— 0,035. Оптически
положителен. Присутствует в клинкере глиноземистого цемента.
Алюмосиликат кальция
Геленит 2СаО • А12Оз • 51О2 кристаллизуется в
квадратной сингонии и дает прозрачные бесцветные таблички или призмы ,с ясно
различимой спайностью, расположенной поперек его удлиненных кристаллов. Иногда
образует кре - стообразные скелетные формы роста. Показатели преломления: Ng=1,669,
Nр = 1,658. Двупреломление умеренное:Ng—Nр=
0,011. Цвета интерференции беловато-желтые.Оптический знак отрицательный.
Одноосный. Разлагается в солянойкислоте. В глиноземистых цементах геленит
размещается между кристаллами однокальциевого алюмината или прорастает их. По
свойствам относится к инертной части цемента. Типичный минерал доменныхшлаков
(рис. 3).
Муллит ЗА12О3 • 5Ю2 образует игловидные,
призматические или волокнистые кристаллы с ясно различимой совершенной
спайностью. Сингония ромбическая. В чистом виде бесцветен, но от примесей Ре2Оз
и 5Ю2 часто получает розовую или синеватую окраску.
Эти примеси ведут к повышению светопреломления до Ng=1,682,
Np=1,661 и Ng — Np=0,021, в то
время как у чистых муллитовых кристаллов Ng=1,654, Np =
1,642, а Ng — Np = 0,012. Оптически положительный.
Минерал может
давать сростки и скопления (рис. 4). Примеси Fе2О3 и SiO2
вызывают появление плеохроизма в желтоватых и голубоватых тонах. Удельный вес
муллита 3,03. Размер кристаллов муллита разнообразен: от 2 до 5 мк в шамоте до
10 мм по длине в муллитовых изделиях. Входит также в состав фарфора.
Силикаты кальция и магния
Окерманит 2СаО •МgО-2SiO2
встречается в природе и образуется искусственно в виде бесцветных квадратных
коротких призм или табличек с показателями преломления: Ng=1,638,
Nр=1,631. Двупреломление слабое: Ng — Np =
0,007. Оптический знак положительный. Одноосный. Окерманит во всех отношениях
смешивается с геленитом, образуя серию геленитокерманитов (мелилиты),
оптические свойства которых варьируют вместе с составом. Форма таких кристаллов
сходна с геленитом. Их сингония тетрагональная. Удельный вес 3,18. Входят в
состав магнезиальных цементов, огнеупоров, шлаков.
Монтичеллит СаО • МgО • 2SiO2
кристаллизуется в ромбической системе и дает в природе и в технических
продуктах бесцветные призматические зерна со слабой неясной спайностью.
Сингония ромбическая. Удельный вес 3,2. Оптические свойства изучены
недостаточно. Показатели преломления при содержании его в виде 10%-ного
твердого раствора 2MgO∙5SiO2 имеют следующие величины: Ng= 1,655—1,651,
Np=1,638—11,640, Ng—Nр =
= 0,015, оптический знак положительный. Встречается в различных шлаках.
Алюмоферрит кальция
Целит (алюмоферрит кальция) представляет собой
кристаллы, состав которых может варьировать от 8СаО • ЗА12О3 • Fе2О3
до СаО • Fе2О3. Кристаллы целита в портландцементном клинкере
заполняют промежутки между алитом и белитом, иногда создавая тончайшие
прорастания с другими второстепенными минералами. Они имеют призматическую или
округлую форму, сингония ромбическая, цвет от светло-бурого до темно-бурого. В
шлифах ясно выражен плеохроизм от светло-желтых до темно-бурых оттенков, угол
погасания весьма мал. В отраженном свете целит имеет большую отражательную
способность, в силу чего кажется светлоокрашенным.
По данным Н. А. Торопова (1950), в клинкере с повышенным
содержанием окиси железа состав целита приближается к 2СаО ∙ Fе2О3
в нормальных клинкерах — к 4СаО ∙ А12О3 ∙ Ре2О3 и 8СаО ∙
ЗА12О3 ∙Ре2О3.
Показатели преломления для 4СаО∙А12О3∙Fе2О3
(разновидности, называемой браунмиллеритом): Ng = 2,08, Np=1,98,
Ng — Np = 0,10. От содержания в нем 1—2% МgО
(периклаза) светопреломление несколько снижается, а клинкер приобретает
характерную зелено-серую окраску. Удельный вес 3,77. Присутствие браунмиллерита
снижает экзотермический эффект твердения портландцемента. Встречается также в
шлаках.
Ферриты кальция
В эту группу входят два минерала: однокаль-циевый
феррит СаО∙Fе2О3 и двухкальциевый феррит 2СаО∙Fе2О3.
Оба они играют роль минерализаторов в различных огнеупорах и некоторых видах
портландцемента.
Однокальциевый феррит СаО∙Fе2О3
представляет собой длинные игольчатые кристаллы, слабо прозрачные под
микроскопом. Сингония квадратная или гексагональная. Окраска черная, а в
порошке интенсивно красная. Показатели преломления: Ng = 2,465, Np =
2,345, двупре-ломление высокое: Ng — Np = 0,120. Феррит в твердом состоянии может растворять
в себе до 10% СаО∙А12О3 и тогда показатели преломления снижаются: Ng =
2,25, Np = 2,13, а двупреломление Ng — Np =
0,12. Растворяется в кислотах. Встречается в составе клинкера глиноземистого
цемента.
Двухкальциевый феррит 2СаО∙Fе2О3
кристаллизуется в виде черных кристаллов, которые в шлифах имеют
желтовато-бурую окраску. Спайность отсутствует Ng = 2,29, Np =
2,20, Ng — Np = 0,090. Оптически положительный. Растворяется в
соляной кислоте.
Двухкальциевый феррит при гидратации твердения не
дает. Образуется в доломитовых огнеупорах, в портландцементе и шлаках. В
магнезитовых огнеупорных массах применяется как ускоритель спекания периклаза.
Окислы и гидроокислы
Известь СаО (свободная окись кальция) представляет
собой бесцветные кристаллы кубической сингонии. Форма зерен округлая.
Встречаются кубики или кучные скопления с ясно выраженной спайностью по трем
взаимно перпендикулярным направлениям. Кристаллы оптически изотропны. Их
показатель преломления N=1,836. В шлифах отличается грубым рельефом. СаО
присутствует в клинкере портландцемента (до 10%) обычно в виде мелких зернышек,
которые иногда наблюдаются внутри кристаллов ЗСаО∙А12О3, а также в
мартеновских шлаках и т. д. В отраженном свете СаО определяется методом
травления поверхности шлифов (микрохимические реакции).
Портландит (гидрат окиси кальция) Са(ОН)2. Образует
бесцветные шестиугольные кристаллы гексагональной сингонии с совершенной
спайностью. Показатели преломления: Ng=1,574, Np=1,545,
Ng — Np = 0,029. Оптический знак отрицательный. Удельный вес
2,23. Входит в состав строительных растворов, различных вяжущих, силикатного
кирпича, динаса.
Периклаз (окись магния) МgО встречается в
виде округлых октаэдрических или кубических кристаллов незначительных размеров.
Спайность по плоскостям куба. Чистый периклаз бесцветен, при частичном
растворении в нем окислов железа приобретает желтоватую окраску. Минерал
изотропный, показатель преломления N=1,734—1,737. В прозрачном шлифе
распознается с трудом. Определяется при травлении поверхности шлифа в силу
своей большой отражающей способности. Удельный вес 3,58. Периклаз — наиболее
важная составная часть магнезитовых и доломитовых огнеупоров, входит также в
клинкер портландцемента, в шлаки и т. д. Иногда в кристаллах периклаза,
например в спекшемся магнезите, наблюдаются темные точечные выделения
магне-зиоферрита.
Кремнезем 5SiO2 в технических продуктах
встречается в виде различных полиморфных форм, из которых главными являются
кварц, тридимит, кристобалит, а также кремнеземистое стекло. Минерал кварц,
представляющий собой низкотемпературную форму SiO2 (образуется
ниже 573°С).Остановимся на характеристике других форм.
Тридимит — умеренная температурная форма SiO2.
Кварц в тридимит превращается при температуре выше 870° С. Кристаллы бесцветные
или светло-серые, имеют форму пластинок или удлиненных табличек, часто с
характерным образованием копьевидных двойников. Размер зерен может достигать
3—4 мм. Сингония ромбическая, удельный вес 2,27, Ng=1,473, Np =
1,469,. Ng-Np = 0,004.
В динасе содержание трндимита достигает 50—70%.
Переход SiO2 в тридимитовую форму сопровождается значительным
увеличением объема. Встречается также в шлаках.
Кристобалит — высокотемпературная фаза SiO2
(образуется при температуре выше 1470°С). Дает правильные октаэдры, зернистые
скопления и чешуйчатые сростки, иногда с полисинтетическим двошшкованием
сложной сотовидной структуры (рис. 5). Кристаллы бесцветные, реже молочного цвета.
Удельный вес 2,32. Ng=1,487, Np=1,484, Ng — Np = 0,003. Входит в состав динаса.
Кремнеземистое стекло возникает при достаточно быстром
охлаждении кремнеземистого расплава. Оно может быть бесцветным или молочной
окраски, последняя обусловлена воздушными пузырьками. Стекло изотропно. N=
1,459, удельный вес 2,203. Устойчиво в кислотах (кроме плавиковой и фосфорной).
Кремнеземистое стекло широко применяется как изоляционный, кислотоупорный,
огнеупорный и электроизоляционный материал.
Гипс и продукты его обезвоживания
Гипс СаSО4∙Н2О и ангидрит СаSO4 — природные
образования.Среди продуктов обезвоживания гипса выделяются кристаллические
вещества: α-полугидрат (СаSО4∙
0,5Н2О), β-полугидрат (СаSО4∙0,5Н2О),
γ-обезвоженный полугидрат, β-обезвоженный
полугидрат, α- ангидрит (СаSО4), β-ангидрит
и γ-нерастворимый ангидрит.
α-Полугидрат
СаSO4∙0,5Н2О получается при нагревании гипса под
давлением 120—125 атм. При этом образуются бесцветные кристаллы в виде
удлиненных игл или шестиугольных призм с поперечными полосками (рис. 6).
Сингония моноклинная. Показатели преломления при обезвоживании возрастают: Ng=1,584,
Np=1,559. Двупреломление высокое: Ng — Np =
0,025.
Рис. 6. Продукт обжига α-полугидрата
при 150° (150Х)
Удельный вес 2,72—2,73. Главная составная часть
высокотемпературного гипса.
β-Полу
гидрат СаSО4∙0,5Н2О образуется при нагревании гипса на
воздухе до 120° С и потере воды в виде газообразной фазы. Дает мелкозернистую
или волокнистую массу бесцветных кристаллов. Ng=1,556, .Np =
1,550, Ng — Nр = 0,006. Удельный вес 2,67—2,68. β-Полугидрат
менее устойчив, чем α-полугидрат. Главная составная часть варочного гипса.
Ангидрит СаSО4 — искусственный минерал, так
называемый растворимый ангидрит, образующийся при обезвоживании полугидратов
при температуре выше 220° С. Встречается в двух модификациях — αиβ.
Отличается по своим свойствам от природного растворимого ангидрита. Растворимый
ангидрит имеет форму призм с прямым погасанием и положительным удлинением. Показатели
преломления для α-ангидрита: Ng=1,570, Np=1,554,
для β-ангидрита: Ng=1,570, Nр =
1,546. Растворимые ангидриты на воздухе быстро гидратируются.
Гипс и продукты его обезвоживания широко применяются в
качестве вяжущего, формовочного материала и т.д.
Прочие соединения кальция
Ольдгамит (сульфид) СаS образуется в
составе основного доменного шлака в присутствии значительного количества серы.
Кристаллизуется в виде очень мелких округлых изотропных зерен кубической
сингонии с очень высоким светопреломлением (N = 2,90). Зерна
бесцветны, водянопрозрачны. Мелкие зерна ольдгамита трудно различимы даже при
больших увеличениях микроскопа. Удельный вес 2,71. Входит в состав шлаков и
цементов.
Перовскит СаО ∙ ТiO2
кристаллизуется в форме октаэдров псевдокубической сингонии с ясно различимой
спайностью. Окраска светло-бурая. Показатель преломления N =
2,36. Входит в состав доменных шлаков.
Искусственные высокопрочные кристаллы
Высокопрочные искусственные кристаллы применяются в
технике как режущий и абразивный материал. Таких кристаллов уже известно более
40. Это различные карбиды, нитриды, гидриды и бориды. Твердость их по шкале
Мооса превышает 7.
Карбид бора — твердый раствор бора, В4С. Облик
кристаллов ромбоэдрический с усечением призматическими и пирамидальными формами.
Сингония гексагональная. Удельный вес 2,48—2,52. Твердость по шкале Мооса около
9. Под микроскопом в отраженном свете карбид бора имеет белый цвет, высокую
отражательную способность, высокий рельеф.
Карбид кремния (карборунд) 51С кристаллизуется в зависимости
от температуры в кубическую (1650— 2000° С) или гексагональную (свыше 2000° С)
сингонии. Структуры карбида кремния относятся к слоистым и состоят из
чередующихся пачек слоев тетраэдров [814С] и [С514] двоякой ориентации.
Удельный вес кубического карбида кремния 3,216, а гексагонального – 3,217, Ng=2.697,
Np=2.654 , Ng-Np=0.043. В
проходящем свете – зеленый, синий, реже бесцветный или дымчатый. В отраженном
свете кристаллы светло-серые, почти белые, имеют высокую отражательную
способность и высокий рельеф. Твердость по шкале Мооса более 9.
Нитрид ниобия Nb3N5
образуется восстановлением трехокиси ниобия сажей в атмосфере азота при 1200 ˚C.
Это кристалл с плотной гексагональной решеткой. Удельный вес 8,4. Твердость по
шкале Мооса 8 – 9.
Карбиды вольфрама WC и W2C
получают расплавлением вольфрамового ангидрида WO3 c
сажей в пламени вольтовой дуги. Оба карбида относятся к гексагональной
сингонии. Твердость по шкале Мооса у WC=9, W2C =9
– 10.
Карбиды молибдена Мо2С и МоС получают расплавлением
смеси молибденового ангидрида с карбидом кальция и углем в вольтовой дуге или
плавлением шихты, содержащей уголь и МоО2. Кристаллы гексагональной сингонии.
Твердость по шкале Мооса 7 – 9.
Список литературы
1)Инжинерная геология. Минск 2001г.
2)Искуственые минералы, их свойства и строение.
Москва1989г.
3)А так же по средствам Интернета, (рисунки).
Для подготовки данной работы были использованы
материалы с сайта http://www.5ka.ru