Кельсианский

Кельсианский
Цельсий (прозрачный / серый на фото) в санборните (белый) и кварцевая матрица от Incline, округ Марикопа, Калифорния (размер: 5 x 4 x 3 см)
Общий
Категория	Полевой шпат
Формула (повторяющаяся единица)	BaAl 2 Si 2 O 8
Классификация Струнца	9.FA.30
Кристаллическая система	Моноклиника
Кристалл класс	Призматический (2 / м) (тот же символ HM )
Космическая группа	I2 / c
Ячейка	a = 8,622 (4) Å, b = 13,078 (6) Å, c = 14,411 (8) Å; β = 115,2 °; Z = 8
Идентификация
Цвет	Бесцветный, белый, желтый
Хрустальная привычка	Кристаллы от короткопризматических до игольчатых, массивные
Twinning	Близнецы Манебаха (001), близнецы Бавено (021), редкое пластинчатое двойникование
Расщепление	Отлично на {001}, хорошо на {010}, плохо на {110}
Упорство	Хрупкий
Твердость по шкале Мооса	6–6,5
Блеск	Стекловидное тело
Прозрачность	Прозрачный
Удельный вес	3,10–3,39
Оптические свойства	Биаксиальный (+)
Показатель преломления	n α = 1,580–1,584 n β = 1,585–1,587 n γ = 1,594–1,596
Двулучепреломление	0,014, двухосный -
Угол 2V	Измерено: от 86 ° до 90 °
Другие характеристики	[1] [2] [3] [4]

Цельсиан - необычный минерал полевого шпата , алюмосиликат бария, Ba Al ₂ Si ₂ O ₈ . Минерал встречается в контактных метаморфических породах со значительным содержанием бария . Его кристаллическая система является моноклинной и имеет белый, желтый или прозрачный вид. В чистом виде он прозрачный. Синтетический алюмосиликат бария используется в качестве керамики в зубных пломбах и других применениях.

Минерал назван в честь Андерса Цельсия (1701–1744).

Состав [ править ]

Цельсиан - это бариевый полевой шпат с химическим составом BaAl ₂ Si ₂ O ₈ . Он входит в группу полевого шпата и относится к серии цельсиан- гиалофана и серии цельсиан- ортоклаза . Он имеет некоторое сходство с анортитом и имеет четыре различных полиморфа . Основные элементы - кремний, алюминий, кислород и барий. Некоторые распространенные примеси в минерале - железо, титан, магний, калий и кальций. Цельсиан стабилен от комнатной температуры до 1590 ° C (Lin and Foster, 1968). Наиболее распространенными микроэлементами являются калий и кальций, при анализе примерного химического состава целиана были обнаружены следующие мас.%: • SiO₂ —35,1 • Al ₂ O ₃ --- 26,8 • BaO ---- 35,8 • K ₂ O ----- 2,3 Всего: 100,0 (Newham and Megaw, 1960).

Геологическое происхождение [ править ]

Цельсия встречается редко. Большая часть бариевых полевых шпатов связана с эксгаляционными гидротермальными процессами и метаморфизмом низкой и средней степени (Moro and Cembranos and Fernandez, 2001). Он также связан с осадочными и метаосадочными породами, месторождениями марганца, ферромарганца и барита.

Целсиан можно найти в таких местах, как Уэльс, Замора (Испания), Аляска, Калифорния, Швеция и Япония, а также с хендрикситом на рудниках Франклина в Нью-Джерси.

Структура [ править ]

Симметрия целилиана несколько отличается от симметрии, обычно обнаруживаемой в полевых шпатах. Он моноклинный с объемноцентрированной решеткой, подобной решетке анортита. Было обнаружено недостаточно доказательств того, что у целиана отсутствует центр симметрии, поэтому его пространственная группа - I 2 / c (Newnham and Megaw, 1960). Космическая группа отличается от других ее групп, таких как ортоклаз, альбит и анортит в центре тела - это C2 / m, C1bar и I1bar.

Рентгеноструктурный анализ показывает, что значения параметров решетки a , b , c по осям и углам приблизительно равны a = 863 pm , b = 131.0 pm, c = 1400 pm и β = 116 °, θ = 90 ° (Gay, 1956 ).

На ячейку приходится 8 формульных единиц, а общее положение восьмикратное, поэтому все атомы могут находиться в общих положениях (Newnham and Megaw, 1960). Эта структура очень похожа на структуру ортоклаза и санидина, но отличается несколькими способами:

1. Распределение Si и Al.

2. Координаты всех атомов.

Распределение кремния и алюминия по тетраэдрическим узлам, смешанное с природой атома бария, оказывает влияние на окружающий силикатный каркас (Newham and Megaw, 1960). Связи Si-Al частично упорядочены, а в некоторых случаях кремний заменителя алюминия.

Порядок в шкале Цельсия очень прост: каждый алюминиевый тетраэдр окружен четырьмя кремниевыми тетраэдрами, и наоборот (Newham and Megaw, 1960). Кроме алюминия в кремний, существует еще один тип преобразования, когда бедный кремнием переходит в богатую кремнием сеть, что предполагает одновременную замену алюминия и кремния на других участках.

Ион бария имеет неправильную конфигурацию, близкую к иону калия в полевых шпатах. Каждый барий близок к кислороду, и благодаря этой конфигурации он сильно влияет на углы связи кремний-кислород-кремний.

Полиморфизм целиана [ править ]

Существует четыре различных полиморфа целиана, два из которых являются природными минералами, а два других - синтетическими продуктами. Первые являются парацельсовыми и цельсийскими, вторые - гексацельсовыми, а третьи связаны с минералом цимритом (Lin, foster, 1967). Порядок увеличения стабильности парацельсов → гексацелиан → кельсиан в диапазоне температур от 500 ° C до 1000 ° C.

Когда температура повышается с 1600 ° C до 1760 ° C, она переходит от цельсиана к обратимой форме гексацелиана. Парацельсиан менее стабилен, чем два других, а кельсианский - наиболее устойчивый.

Twinning [ править ]

Полевые шпаты бария встречаются в оптически однородных кристаллах, где двойникование развито слабо, за исключением крупных кристаллов. Было идентифицировано восемнадцать кристаллических форм; одиннадцать из них совпадают с известными по ортоклазу. Наблюдаемое спаривание включает близнецов Манебаха на (001) и близнецов Бавено на (021). У некоторых образцов цельсиана обнаружено редкое пластинчатое двойникование (Spencer, 1941).

Свойства [ править ]

Физические свойства [ править ]

Celsian показывает идеальное расщепление ac (001) и хорошее расщепление ab (010), что отмечает различие с его полиморфным парацелианом, который имеет нечеткое расщепление [110]. Существуют разные формы кристаллов, такие как адуляр , более крупные и крепкие кристаллы (Spencer, 1941) и длинные, от тонких до игольчатых. Обычно он бесцветный и прозрачный с жемчужным или нефлуоресцентным блеском.

Плотность составляет от 3,31 до 3,33 г / см ³ . Это могло произойти из-за некоторых примесей в структуре минерала. Он имеет твердость 6 по шкале Мооса , эта твердость связана с небольшой длиной связи в структуре, поскольку относительно короткие связи имеют тенденцию быть более твердыми.

Оптические свойства [ править ]

Некоторые другие оптические свойства - это угол 2V, который составляет примерно 88 ° с максимальным двулучепреломлением 0,014, двуосный с отрицательным знаком (Newnham and Megaw, 1960). Обладает умеренным рельефом.

Использует [ редактировать ]

Использование celsian в основном связано со стеклом и керамикой. Это использование обычно достигается путем приготовления чистого синтетического моноклинного целсиана.

Celsian обладает очень привлекательными характеристиками, такими как химическая стабильность и высокая механическая стойкость, которые можно выгодно использовать для получения композитов с улучшенными характеристиками по сравнению с объемным стеклом. (Каннилло, Карлье, Манфредини, Монторси и Силигарди, 2006 г.). Многие исследования показывают, что увеличение количества фаз Цельсия в стеклах приводит к увеличению объема кристаллизации (Khater and Idris, 2004).

Ссылки [ править ]