科普尖晶石 尖晶石的功效与作用( 三 )


正型:(X)四面体〔Y2〕八面体O4 , α=0;
反型:(Y)四面体〔X , Y〕八面体O4 , α=1;
混合型:(Yα , X1-α)四面体〔Xα , Y2-α〕八面体O4 , 0<α<1 。
正与反型的属性及反位的程度对于化合物材料的性能有较大影响 。对于常见的2∶3和4∶2电价比的尖晶石结构 , 似乎前者趋正型 , 后者趋反型 。但纵观全部物种 , 不仅有相当数量趋于混合型 , 且范围程度不能确定 , 而且还有若干品种完全不遵从这一规律 。影响这种分布的因素极其复杂 , 有离子键的静电能、离子半径、共价键的空间分布、晶体场等诸多方面 。根据经验数据可将大部分二、三价离子的优先顺序排出:Zn2+ , Cd2+ , Ga2+ , In3+ , Mn2+ , Fe3+ , Mn3+ , Fe2+ , Mg2+ , Cu2+ , Co2+ , Ti3+ , Ni2+ , Cr3+ 。越往前倾向于四面体填隙 , 反之倾向于八面体填隙 。阳离子的分布对尖晶石型材料的性能也有重大影响〔1 , 4〕 。
尖晶石化学成分中类质同象替代很普遍 , 常可含铁、锌、铬、锰等 。八面体晶形很常见;还常以八面体面为双晶面和接合面构成双晶 , 称为尖晶石律双晶 。尖晶石由接触变质作用形成 , 或由岩浆结晶而产于基性、超基性火成岩中 。透明而色泽艳丽的尖晶石是高档宝石材料 。
性质光学性质(1)颜色:有红色、橙红色、粉红色、紫红、无色、黄色、橙黄、褐色、蓝色、绿色、紫色等多种颜色 。
(2)光泽及透明度:玻璃至亚金刚光泽 , 透明至半透明 。
(3)光性特征:均质体 。
(4)折射率:1.718(+0.017 , -0.008) , 锌尖晶石为1.805 , 铁尖晶石为1.835 , 铬尖晶石可高达2.00 , 无双折射率 。
(5)色散:0.02
(6)发光性:红色、橙色尖晶石在长波紫外光下呈弱至强红色、橙色荧光 , 短波下无至弱红色、橙色荧光;黄色尖晶石在长波紫外光下弱至中等强度褐黄色 , 短波下无至褐黄色;绿色尖晶石长波紫外光下无至中的橙-橙红色荧光 。无色尖晶石无荧光 。
(7)吸收光谱:红色和粉红色尖晶石山铬致色 , 在黄绿区以550nn , 为中心有宽吸收带 , 紫区吸收 , 红区有多条荧光线 , 被描述为风琴管状 。蓝色尖晶石由铁或偶由钻致色 , 主要吸收带在蓝区 , 以458 nm吸收带为最强 , 还有478nm等几条较弱的带 。锌尖晶石的吸收光谱与蓝色尖晶石的相似 , 只是弱些 。合成蓝色尖晶石:钴致色 , 绿、黄和橙黄区有3条较强的吸收带 , 绿区吸收带最窄 。630nm、580nm、543nm , 其中间580nm吸收带最宽
(8)特殊光学效应:星光效应(四射星光、六射星光)稀少 , 变色效应 。
(9)结晶特点:晶体常呈八面体晶形和磨蚀卵石 , 有时为八面体与菱形十二面体和立方体聚形 , 具特征的尖晶石律双晶 , 即以{111}为双晶结合面构成的接触双晶 。
(10)偏光镜下:颜色随成分而变 , 无色、浅玖瑰色(镁尖晶石)、暗绿色(铁尖晶石)、浅灰白色(锌尖晶石) 。尖晶石为均质体 , 但锌尖晶石可有光性异常 。
力学性质(1)解理:解理不发育 , 常见贝壳状断口 。
(2)硬度:摩氏硬度8 。
(3)密度:3.57-3.90 , 一般为3.60 , 含Zn高的品种(锌尖晶石)可达4.60 。