天然黑色电气石热释电特性的研究

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1、天然黑色电气石热释电特性的研究第2卷第1期2000年3月宝石和宝石学杂志JournalofGemsandGemmologyVol.2No.lMar.2000杨如增廖宗廷陈晓栋（同济大学上海,200092）陈海生王美生（镇江同济宝石科技有限公司天然珠宝玉器厂，镇江,212001）a摘要对产自新疆、内蒙古和云南的天然黑色电气石的化学成分及其对热释电效应的影响进行了测试和分析，对电气石产生热释电效应的机制作了简要阐述。分析表明，异〃电效应。关键词・电气石的化学组成比较复杂，主要含:B2O3为8%~12%;AI2O3为18%〜44%,FeO+Fe2O3为0%〜38%;MgO为

2、0%〜25%;Na2O为0%〜6%;CaO为0%〜4%;H2O为1%〜4%。还有少发现并证明它是一种自身具有电磁场的天然矿物体，随着温度的变化，矿物结晶体两端可产生电压。1986年日本著名环境专家久保哲治郎先生对这种天然矿物热释电特性的应用进行了开拓性研究,并取得了卓越成效o在我国的新疆、内蒙古和云南等地发现了丰富的电气石资源,但是，我国对电气石的热释电特性的研究只停留在认识阶段，还未见有关电气石热释电特性的应用研究报道。我国电气石资源分布广，不同产地的电气石其结晶状况和化学组成都存在较大的差异。为了了解不同结晶状况和化学成分对电气石热释电特性的影响，本文对产自新疆、

3、内蒙古和云南的黑色电气石进行了初步的研究和探讨,旨在为进一步开展黑色电气石的应用研究提供理论基础。量的K2O,U2O,MnO,Cr2O3以及F,CI等。电气石成分以含硼为特征，其类质同象现象相当复杂，当其二价阳离子以镁为主时，称为镁电气石;以铁为主时,称为铁电气石(黑色电气石);以(AI3++U+)为主时，称锂电气石。镁电气石一铁电气石Z间以及铁电气石一锂电气石Z间形成两个完全的类质同象系列，镁电气石和锂电气石之间为不完全的类质同象系列。电气石最早发现于斯里兰卡,当时被视为与钻石、红宝石一样珍贵的宝石。人们注意到这种宝石在受热的情况下会带上电荷，这种现象称为热释电效应

4、，因此得名电气石⑴。当温度发生变化时,电气石晶体在沿其三次对称轴的两端产生数量相等而符号相反的电荷，后来1样品来源与结晶形态分析测试用的电气石样品分别来自新疆阿尔a收稿日期:1999210229第一作者简介:杨如增，男,1956年生，副教授‘材料专业，主耍从事宝石材料的研究与教学工作。?1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net泰、内蒙古乌拉特中旗和云南元阳地区。新疆黑色电气石呈复三方单晶，晶型完整，玻璃光泽;内蒙古黑色电气石呈

5、多晶集合块状，集合体疏松，断口明显可见小单晶粒状海一小单晶约为2mmX3mm〜4mmX8mm;云南黑色电气石呈电气石的化学组成变化很大。为了定量分析不同产地电气石的化学成分变化对英物理特性和热释电效应的影响，应用JXA2840A电子探针对以下不同产地的4种天然黑色电气石样品进行了定量化学成分分析。不同矿区或不同产地的电气石其化学组成变化较大，新疆产天然绿色宝石级电气石的氧化铁含量为0.33%,而云南产工业级黑色电气石的氧化铁含量高达22.43%0新疆、内蒙古和云南产工业级黑色电气石中均未发现MgO含量，但新疆产的宝石级电气石中MgO含量却高达。不同产地电气实验）不规则

6、块状，结构较疏松，断口为不易见小晶粒状。为了与黑色电气石进行比较,选择新疆阿尔泰宝石级绿色电气石作对照分析。对照样品透明，呈三方柱状单晶。2实验分析与测试2.1化学成分分析由于电气石的化学组成非常复杂，表不同产地电气石的化学成分Tablicalcompositionsoftourmalinefromdifferentregions云南黑色电气石27.22.41.0.4.3.314333524712内蒙古黑色电气石32.15.43.0.1.3.300998066001新疆黑色电气石31.11.48.0.2.1.800914253356新疆宝石级绿色电气石23.0.58.

7、0.0.0.2.1.1.0.7.100.223339000000150602741102化学元素AI2O3FeO+Fe2O3SiO2TiO2CuOZnOCIK2OCaONa2OMgO合计100.18100.04100.17注：F,B等未测试。响，对不同产地天然黑色电气石进行了“坤特”(Kundt)试验，测试其热释电效应。坤特试验是的电荷。因此，在晶体带正电荷的一端将吸引硫磺粉(带负电荷)而显黄色，带负电荷的一端则吸引铅丹粉（带止电荷）而显红色。晶体热释电效应的强弱可从“坤特现象”的明显程度表现出来。晶体热释电效应强，坤特现象明显。反之，晶体热释电效应