文档介绍：极性晶体电气石颗粒的电极性观察
第31卷第5期
人工晶体学报
2002年10月
RYSTALS
October,2002
冀志江1,2,金宗哲1,梁金生1,王静1,颜学武1
(,环境工程研究所,北京100024;,张家口075024)
摘要:利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPA)、浮选烘干等手段研究了黑色电气石粉体的带电性质。从电气石粉体的扫描电镜照片中发现,电气石颗粒间存在吸引与排斥;在电子探针研究中,首次直接观察到了电气石颗粒的自发极化产生的电极性。电子束轰击电气石微米颗粒后的显微照片中,,这种形貌反映了电气石颗粒自发极化的存在。并讨论了电气石颗粒表面电场关键词:电气石;颗粒;自发极化;电偶极子
中图分类号:O738
文献标识码:A2985X(2002)0520503206
onPolar
Granules
JI1,2JINZong2zhe1,LIANGJin2sheng1,WANGJing1,YANXue2wu
(,ChinaBuildingMaterialsAcademy,Beijing100024,China;
&CivilEngineering,Zhangjiakou075024,China)
(Received2April2002,accepted10July2002)
Abstract:Theelectricdipolepropertyoftourmalinepowderwasstudiedbyscanelectronmicroscope(SEM),electronprobeanalyses,,.
Keywords:tourmaline;particle;spontaneouspolarization;electricdipole
1 引言
电气石(Tourmaline)是一种由Al、Na、Ca、Mg、B和Fe等元素组成的含水、***等环状硅酸盐晶体矿物。其成份中富含挥发组分硼和水,所以多与气成作用有关,多产于伟晶岩及气成热液矿床中。电气石矿物的化学成份非常复杂,其通式可表示为[1]XY3Z6Si6O18(BO3)3W4,式中,X=Na、Ca、K、□(空位),Y=Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al、Fe3+、Mn3+、Li,Z=Al、Fe3+、Cr3+、Mg,W=OH、F、O。X,Y,Z三位置的原子或离子种类不同会影响电气石的颜色。1969年Barton发现了电气石结构的绝对方向,即电气石结构中硅氧四面体的顶角氧原子指向同一方向—电气石的正极(analogouspole),才确定了电气石的空间群。电气石晶体结构属三方晶系,C53v2R3m群。所以
,电气石为异极性矿物,c轴为三重对称轴(图1),垂直于c轴则无对称轴和对称面,也无对称中心[2]。其沿c轴压电和热释电效应19世纪就被发现。[3],并没有直接证据证明其电极性的存在。本文利用扫
收稿日期:2002204202;修订日期:2002207210
基金项目:“十五”国家863基金(N
)和国家自然科学基金()资助项目
作者简介:冀志江(19642),男,河北省人,副教授,博士研究生。
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描电镜和电子探针电子束的轰击成像直接观测到了电
气石颗粒的静电吸引与排斥、电偶极的存在,并采用在
溶液中浮选、烘干的办法得到电气石颗粒的链状排列
“条”,进一步证明其颗粒类似于自发极化的电偶极子。
本文同时讨论了它的电场分布情况。目前,黑色电气
石粉体主要应用于水处理、功能陶瓷、功能纺织及生态
环境领域。研