Li[AlSiO_4]-SiO_2体系的枝晶形貌与结晶学方向测试研究

通过偏光显微镜(PL)、扫描电镜(SEM)对Li[AlSiO4]-SiO2体系进行枝晶形貌、枝体结晶学方向测试及结晶能力方面的观察发现:十字状枝晶为四方晶系的凯石英固溶体,六枝雪花状枝晶为六方晶系的β-石英固溶体。电子背散射衍射(EBSD)测试确定凯石英固溶体是沿001和100或110方向发育成枝晶的主干。对比Li[AlSiO4]-SiO2体系与K[AlSi3O8]-SiO2体系,证实两个体系的结晶能力不同,其中Li[AlSiO4]-SiO2体系的晶体含量远远多于K[AlSi3O8]-SiO2体系的晶体含量,枝晶的枝体也比K[AlSi3O8]-SiO2体系的枝晶粗,因此,Li离子比K离子更容易使架状硅酸盐熔体结晶。     

宝石赏析(7)——橄榄石

橄榄石宝石属橄榄石(Olivine)族矿物,化学组成:(Mg、Fe)2SiO4,镁、铁之间为完全类质同象,宝石级橄榄石的化学组成为富镁端元的镁橄榄石和贵橄榄石,含微量Mn、Ca、Al、Ti、Ni等元素。斜方晶系,晶体沿C轴呈柱状或短柱状,完好晶形者少见,一般多呈粒状。通常为中—深草绿色(亦称橄榄绿     

水溶液B(OH)_3和B(OH)_4~-间硼同位素平衡分馏参数的理论计算

采用密度泛函方法计算了水溶液中B(OH)3和B(OH)4-间硼同位素的平衡分馏参数。在模拟液相环境时,采用基于分子簇模型的"水滴"法,分别以6、12、18、24和30个水分子环绕兴趣分子的方式构建"水滴"。对纯水体系的计算结果显示该分馏参数在25?C时为1.031,与实验测定值吻合地非常理想。对不同个数水分子所形成的液相构型进行比较,发现在计算硼同位素的分馏时,12个水分子的"水滴"构型是比较经济和准确的建模方式。此外,我们还讨论了前人对该体系分馏计算中存在的不足,并提出了将分子簇模型扩展到碳酸盐矿物形成过程中硼同位素分馏研究的可能。     

铜型蛭石抗菌剂中Cu2+的赋存状态

利用天然矿物蛭石的阳离子交换特点,通过离子交换法将Cu2+植入到蛭石中,制得铜含量高达5.5%(相当于蛭石阳离子交换容量的80%)、具良好抗菌性能的铜型蛭石.经XRD、TEM、AAS分析,结合晶胞参数及晶体化学式的计算,铜型蛭石的XRD特征值更接近于标准的Mg-蛭石,这与Cu2+与Mg2+半径相近、电价相等的特点相符合.Cu2+部分以水合物的形式存在于蛭石层间,部分进入八面体中以六次配位的形式存在.铜型蛭石的a0和b0值无明显变化而c0值略有减小,这对于Cu2+的稳定是有利的.上述各特点有利于铜型蛭石抗菌剂的稳定性和持久性.     

含金络合离子[Au(Sb_2S_4)]~-在高岭石表面吸附的量子化学研究

用离散变分Xα 量子化学计算方法 ,研究了络合离子 [Au(Sb2 S4) ]-吸附在粘土矿物高岭石晶体边缘时 ,它们之间的化学键性质。根据所选用的络合离子 [Au(Sb2 S4) ]-处于基面及侧面不同位置的 10个模型的计算结果 ,表明当络合离子 [Au(Sb2 S4) ]-位于高岭石晶片的侧面时 ,比其位于基面时更为稳定 ,而且与高岭石晶片侧面中的O形成共价键。     

红河石Ca18(□,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(□,B)4BSi18O69(O,OH)9——符山石族新矿物

作为符山石族矿物的新成员,红河石(Hongheite,IMA 2017-027新矿物),Ca18(,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(,B)4BSi18O69(O,OH)9发现于个旧世界级Sn-多金属矿田东北缘、与马拉格Sn矿床毗邻的北沙冲花岗岩(77.43Ma)内矽卡岩中。红河石常呈横径达4~25mm的放射状针-柱状集合体产出。当位于晶洞中时,红河石则呈发育良好的自形柱状晶体(0.5~4.0mm长,0.3~1.0mm宽)产出。与红河石共生的矿物见有赛黄晶、萤石、斧石-(Fe)、硅硼钙石、枪晶石、硼锡钙石、石英和羟鱼眼石-(K)等。红河石为墨绿色,条痕浅灰绿色,玻璃光泽,性脆,断口不规则。主要的晶面是:{100}、{110}、{101}和{001}。红河石的显微硬度:988.3N/mm2,相当于摩氏硬度6~7。其实测密度与计算密度分别是3.446g/cm3和3.423g/cm3。红河石一轴正晶,No=1.720(2),Ne=1.725(2);多色性弱。红河石的化学成分:SiO235.85%;TiO20.01%;Al2O311.00%;Fe2O37.92%;FeO2.14%;CaO 33.57%;MnO 0.42%;MgO 3.48%;B2O32.82%;Cr2O30.01%;Na2O 0.01%;F 0.40%(F≡O-0.17);Cl 0.14%(Cl≡O-0.03);H2O 0.75%,总量98.32%。依据晶体结构精测和Si在单位分子式中的原子数(即Si=18 apfu),计算和书写的红河石简化晶体化学式:Ca18(,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(,B)4BSi18O69(O,OH)9。其三条最强粉晶线[d(?)(I/I0)(hkl)]为:2.9289(47)(004),2.7661(100)(342)和2.6079(68)(243)。红河石属四方晶系,空间群为P4/nnc,晶胞参数:a=15.667(3)?,c=11.725(1)?,V=2878(1)?3,Z=2。红河石晶体结构精测的R因子为0.063。红河石殊异于为已知的符山石族矿物种,在于其X(4)位以空位()为主、Y(3)位以Fe3+居优和T(2)位被B所占。顺便对符山石族矿物晶体-化学式的计算与书写予以讨论并提出建议。     

H_2Pb_2Fe_4[(Te,S)O_4]_9·9H_2O:东坪金矿的未定名碲酸盐矿物

东坪金矿是产于正长杂岩内接触带的特大型金矿床 ,矿石以富碲、少硫化物为特点[1] 。主要载金矿物为自然金和金、银碲化物。后者包裹于黄铁矿为主的硫化物内 ,属于氰化法的“难溶金”[2 ] ,在表生条件下的氧化产物种类丰富的含金碲酸盐相中含量与自然金相当[3 ,4 ] 。作者用扫描电镜研究东坪金矿 1 70号矿体中含硫化物石英脉矿石时 ,发现与Ｅｚｔｌｉｔｅ[5] 具相似化学成分的铅、铁碲酸盐相 ,指示从碲化物、硫化物氧化形成的次生矿物 ,与金的含氧矿物[4 ] 的产状对比 ,对了解富“难溶金”的载体矿物的氧化与金的次生富集的关系 ,提高金的回…     

透视石晶体中[CuO_4(H_2O)_2]~(6-)络离子的晶场谱项和磁性质

透视石的化学式是Cu_6[Si_6O_(18)]·6H_2O。其晶体结构包括六个水分子的折叠三角环,此环分布在由六个硅氧四面体形成的折叠三角环的层中,Cu~(2 )离子纵向和横向连接三角环。Cu~(2 )离子由四个O~(2-)和二个H_2O构成的畸变八面体所围绕,四个O~(3-)位于平面正方形的四个顶点,H_2O位子沿z轴伸长的八面体的二个顶点上。Cu-O的键长为1.95—1.98,Cu-H_2O的键长为2.50—2.68。据多数文献报     

α-石英晶体与刚玉晶体(0001)面腐蚀像的结晶学对称

晶体的腐蚀像是指晶面(或切面)在酸、碱溶液中被腐蚀后形成的具有一定形状的蚀坑。腐蚀像不仅可以揭示晶面及晶体的对称性,还可以揭示晶面的结晶学意义。本文对同属三方晶系,但对称型不同的α-石英晶体(点群32)和刚玉晶体(点群3m)的(0001)切面和晶面进行了腐蚀像的微分干涉显微镜(DIC)观察与研究。经研究发现,α-石英晶体(0001)切面的腐蚀像为等边三角形,与该面上出露三次对称轴的对称关系一致,等边三角形的三边分别平行于[0110]、[1010]、[1100]方向,即垂直于X、垂直于Y、垂直于U轴方向。该等边三角形腐蚀像与该切面边棱的方位关系表明在包含三次轴的方向上无对称面存在,与α-石英晶体的对称型是相符的。刚玉晶体(0001)晶面的腐蚀像亦为等边三角形,与该面上出露3次对称轴的对称关系一致,等边三角形的三边分别平行于[2110]、[1210]、[1120]方向,即X、Y、U轴方向。刚玉晶体(0001)面的腐蚀像与该晶面边棱的方位关系表明在包含3次轴的方向上有3个对称面存在,这3个对称面分别垂直于[2110]、[1210]、[1120]方向,即X、Y、U轴方向,与刚玉晶体的对称型相符。因此,同属于三方晶系同一单形平行双面{0001}的α-石英晶体与刚玉晶体(0001)晶面的蚀坑形态是一致的,均为等边三角形,但等边三角形腐蚀坑的方位不同,等边三角形腐蚀坑与边棱的方位关系反映该晶体的对称型特点。这一研究对认清三方晶系不同对称型矿物晶体(0001)面腐蚀像的对称关系,丰富同一晶系不同对称型矿物各面腐蚀像之间的关系研究具有理论与实际意义。     

Zn_3(PhCH=CHCOO)_6(phen)_2·H_2O的纳米晶结构计算及环境属性

Zn3(PhCH=CHCOO)6(phen)2.H2O晶体具有与锰氧化物及锰氢氧化物类似的微结构,在生成环境与晶体化学微结构方面有明显的环境属性,是一种新生环境矿物.为研究其纳米晶结构、最佳纳米尺度和环境矿物属性,在溶液法合成该配合物晶体的基础上,采用纳米晶参数计算方法,对该配合物纳米级微粒的晶胞数、原子数、表面原子数和表面活性随微粒在纳米尺度范围内的变化进行了计算,对比锰氢氧化物结构,发现该配合物晶体活性、表面效应与颗粒尺度有密切关系,内部结构具有鲜明的环境属性.结合晶体颗粒的比表面积与总原子数相对颗粒尺度的变化关系,理论上确定了该颗粒最佳纳米化尺度为138nm,为此类物质纳米晶在环境方面的研究应用奠定了基础.     

溶胶凝胶法制备（Eu^2＋，Dy^3＋）SrAl2O4

采用无机盐溶胶-凝胶法制备了颗粒均匀的形态为针状的(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4纳米粉体.通过TG-DTA分析和X射线衍射和扫描电镜分析方法,对样品进行了微观结构和表面形态的表征.研究了纳米(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4粉体在不同烧结温度下固相反应过程和成相规律.实验结果表明,当样品的烧结温度为500 ℃时是单一的Sr(NO3)2晶相;750 ℃左右生成了Sr3Al2O6,并伴有少量SrAl2O4晶体;1 100 ℃是生成了结晶度良好的针状纳米(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4粉体.通过计算,样品粉体晶粒平均为80～100 nm.该晶体粒度随烧结温度升高而逐渐变大.     

Preparation of Biomorphic SiC/C Ceramics from Pine Wood via Supercritical Ethanol Infiltration

Biomorphic （wood derived） carbide ceramics with an overall composition in the SiC/C was produced by supereritical ethanol infiltration of low viscosity tetraethylorthosilicate/supercritical ethanol into biologically derived carbon templates （CB-templates） and in situ hydrolysis into Si（OH）4-gel, the Si（OH）4-gel was calcined at 1400℃ to promote the polycondensation of Si（OH）4-gel into SiO2-phase and then carbonthermal reduction of the SiO2 with the biocarbon template into highly porous, biomorphic SiC/C ceramics. The phases and morphology conversion mechanism of resulting porous SiC/C ceramics have been investigated by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, transmission electron microscopy （TEM）, and Fourier transform infrared spectroscopy （FT-IR）. Experimental results showed that the biomorphic cellular morphology of pinewood charcoal was remained in the porous SiC/C ceramic with high precision that consisted of β-SiC with minority of α-SiC and the remain free carbon existed in amorphous phase.     

Die Kristallstruktur des Johannits,Cu(UO2)2(OH)2(SO4)2·8H2O

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Johannits wurde anhand eines verzwillingten Kristalls von Joachimsthal, Böhmen, mit dreidimensionalen Röntgendaten bestimmt und für 2005 unabhängige Reflexe aufR=0,039 verfeinert. Johannit kristallisiert triklin, RaumgruppeP1, mita=8,903 (2),b=9,499 (2),c=6,812 (2) Å, =109,87 (1) =112,01 (1), =100,40 (1)° undV=469,9 ų. Chemische Formel und Zellinhalt lauten Cu(UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂·8H₂O, das ist um zwei H₂O-Moleküle mehr als bisher angenommen. In der Struktur sind pentagonal dipyramidale (UO₂)(OH)₂O₃-Polyeder paarweise über eine von zwei OH-Gruppen gebildete Kante zu Doppelpolyedern und diese wiederum durch SO₄-Gruppen zu (UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂-Schichten parallel (100) verknüpft. Die Schichten sind parallel über gestreckte Cu(H₂O)₄O₂-Oktaeder und Wassermoleküle miteinander verbunden. Folgende Bindungslängen wurden gefunden: U–O=1,78 Å (2x) und 2,34–2,39 Å (5x); Cu–O=1,97 Å (4x) und 2,40 Å (2x); =1,47 Å; O–O in Wasserstoffbrücken 2,71–2,91 Å (8x) und 3,30 Å.

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The crystal structure of johannite, Cu(UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂·8H₂O

Summary The crystal structure of johannite has been determined from threedimensional X-ray data measured on a twinned crystal from Joachimsthal, Böhmen, and has been refined toR=0.039 for 2005 independent reflections. Johannite crystallizes triclinic, space groupP1, witha=8.903 (2),b=9.499 (2),c=6.812 (2) Å, =109.87(1), =112.01(1), =100.40 (1)° andV=469.9 ų. Chemical formula and cell content are Cu(UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂·8H₂O, by two H₂O molecules more than previously assumed. Pairs of pentagonal dipyramidal (UO₂) (OH)₂O₃ polyhedra form double polyhedra by edgesharing via two OH groups. The double polyhedra are linked by the SO₄ tetrahedra to form layers (UO₂)₂(OH)₂(SO₄)₂ parallel zu (100). These layers are interconnected parallel toa by elongated Cu(H₂O)₄O₂ octahedra and water molecules. Following bond lengths have been observed: U–O=1.78 Å (2x) and 2.34–2.39 Å (5x); Cu–O=1.97 Å (4x) and 2.40 Å (2x); =1.47 Å; O–O for hydrogen bonds 2.71–2.91 Å (8x) and 3.30 Å.

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Mit 2 Abbildungen     

EPR and SQUID magnetometry study of Cu2FeSnS4 (stannite) and Cu2ZnSnS4 (kesterite)

An EPR and SQUID magnetometry study of Cu₂FeSnS₄ (stannite) and Cu₂ZnSnS₄ (kesterite) has been performed in order to gain a deeper insight into the crystal chemistry of these minerals, in which the mixed character of bonds lends uncertainty to the determination of the metal valence states. EPR investigations were performed down to almost liquid nitrogen temperature on both natural and synthetic samples of stannite and kesterite. The interpretation of their parameters (g- and T-tensors) was refined by computer simulation. The main feature of all the spectra is the unstructured signal centered at about 0.310 T due to the presence of Cu(II). The absence of structure in the signal is due to spin-spin exchange interaction between Cu(II) and Fe(II), pointing to a diluted distribution of Cu(II). The temperature dependence of the Cu(II) signal can be related to a topological variation of the first-neighbors coordination. The SQUID measurements, while allowing a more precise interpretation of the EPR data, led to a full characterization of magnetic behavior of stannite and kesterite down to liquid helium temperature, evidencing antiferromagnetic interactions between the Fe(II) ions in all samples but in synthetic kesterite. From the EPR and SQUID experimental data no evidence was provided for the existence of two different structures for stannite and kesterite. Received: 2 August 1999 / Accepted: 7 January 2000     

超声法制备不同形貌氧化亚铜

以CuC l为前驱体,采用超声辐射制备出了微米立方、八面体氧化亚铜和纳米微晶氧化亚铜,通过XRD和SEM对实验产物进行了表征分析,并对超声作用机理进行了分析。分析结果表明所得产物为Cu2O纯相,Cu2O形貌为微米尺度立方、八面体和纳米尺度的纳米微晶。反应温度和CuC l的加入量决定了反应产物纯度和形貌。     

Die Ladungsbilanz für eine verfeinerte Kristallstruktur von Stranskiit,Zn2 Cu(AsO4)2

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Stranskiits wurde mit neuen Meßdaten, die an einer aus Tsumeb stammenden Probe gewonnen worden waren, bis zuR=0,034 für 1239 unabhängige beobachtete Reflexe verfeinert. Von der verfeinerten Struktur wurde die Ladungsbilanz aufgestellt und besonders im Hinblick auf die Ladungsdeformation des Cu²⁺ diskutiert. Eine Mikrosondenanalyse derselben Probe ergab, daß die tatsächliche Zusammensetzung der angegebenen Formel entspricht.

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Charge balance of a refined crystal structure of stranskiite, Zn₂Cu (AsO₄)₂

Summary The crystal structure of stranskiite was refined with new intensity data obtained from a specimen from Tsumeb toR=0.034 for 1234 observed independent reflections. The charge balance was calculated and discussed particularly with respect of the charge deformation of Cu²⁺. An electron probe microanalysis gave the result that the actual composition of the specimen corresponds to the given formula.

     

The crystal structure of walpurgite, (UO2)Bi4O4(AsO4)2·2H2O

Summary The crystal structure of walpurgite has been determined from three-dimensional X-ray single crystal data and has been refined toR=0.041 for 1381 independent reflections using a crystal from Schneeberg, Sachsen. Walpurgite crystallizes triclinic, space group , witha=7.135 (2),b=10.426 (4),c=5.494 (1) Å, =101 47 (2), =110.82 (2), =88.20 (2)^o andV-374 A³. Cell content and chemical formula are (UO₂)Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O, which is one H₂O less than previously known. The structure consists of complex layers Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O extending parallel to (010). Each layer is built up from a network of bismuth and oxygen atoms, to both sides of which AsO₄ groups and water molecules are attached. (UO₂)O₄ octahedra link the layers parallel tob via the AsO₄ groups and thus simultaneously from UO₂(AsO₄)₂ chains parallel toc. The two independent Bi atoms are trivalent and form pronounced one-sided BiO polyhedra: 4–5 oxygens are at distances of 2.11–2.48 Å, 4 additional oxygens are at distances of 2.63–3.35 Å.

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Die Kristallstruktur des Walpurgins, (UO₂)Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Walpurgins wurde anhand eines Kristalls von Schneeberg, Sachsen, mit dreidimensionalen Röntgen-Einkristalldaten bestimmt und für 1381 Reflexe aufR=0,041 verfeinert. Walpurgin kristallisiert triklin, Raumgruppe ,a=7,135 (2),b=10,426 (4),c=5,494 (1) Å, =101,47 (2), =110,82 (2), =88,20 (2)^o undV=374 ų. Zellinhalt und chemische Formel lauten (UO₂)Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O, das ist um ein H₂O-Molekül weniger als bislang bekannt. Die Struktur enthält kompliziert gebaute Bi₄O₄(AsO₄)₂·2H₂O-Schichten, die sich parallel (010) erstrecken. Jede Schicht besteht aus einem Netz von Wismut- und Sauerstoffatomen, an das zu beiden Seiten AsO₄-Gruppen und H₂O-Moleküle anknüpfen. (UO₂)O₄-Oktaeder verbinden die Schichten über die AsO₄-Gruppen parallel zub und bilden so gleichzeitig (UO₂)(AsO₄)₂-Ketten parallel zuc aus. Die zwei unabhängigen, dreiwertigen Wismutatome des Walpurgins sind von 4–5 Sauerstoffatomen in Abständen von 2,11–2,48Å einseitig koordiniert und darüber hinaus noch von vier weiteren Sauerstoffatomen in Abständen von 2,63–3,35 Å umgeben.

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With 4 Figures     

莱河矿(Fe0.52+Fe1.03+SiO4)的超结构

莱河矿于1976年在中国辽宁省的磁铁矿床中首次被发现,许多人对它进行过研究。该矿物为黑色、不透明,化学式为Fe_0.58²⁺Fe_1.0³⁺Mg_0.03Si_0.96O₄,虽然它的晶体结构近似于橄榄石,但已确定为单斜晶系,空间群为P2₁/b。本文作者利用X射线、电子探针、高分解能透过电子显微镜对该矿物进行了系统的研究,发现它具有假双晶、超结构和显微条纹结构。     

水热法合成黄铁矿微观形貌和结构的观测与表征

模拟热液型金矿床中黄铁矿生成的地质条件,采用硫酸亚铁(FeSO4)和硫代乙酰胺(CH3CSNH2)为铁源和硫源,在Fe/S比为1∶3、温度180~200 ℃、加热时间24 h条件下考察黄铁矿的结晶情况。用SEM扫描电镜观察在不同水热条件下合成黄铁矿的形态及成分;用多晶X射线衍射仪(XRD)确定了产物物相组成;用透射电子显微镜(TEM)观测表征了黄铁矿晶体的形态和结构。结果表明：在200 ℃时黄铁矿为粒状,粒度较均匀,粒径1 μm左右。在180 ℃时黄铁矿除有尺寸在1 μm左右粒状黄铁矿外,还有不规则带状黄铁矿晶体,带宽为200 nm左右。认为水热条件中,随着结晶温度的逐步升高,黄铁矿的形貌逐步由不规则形状向规则形状的转变。所以在实验温度较高阶段,形成规则的粒状形貌;在低温阶段,则会出现不规则带状形貌。