蛭石的结构形状及特性
作者:佚名发布时间:1970-01-01
蛭石又称(Mg,Ca)0.3-0.45(H2O)n{(Mg,Fe3+,Al)3[(Si,Al)4O12](OH)2}
[晶体化学] 四面体片中Al代替Si一般为1/3~1/2,还可有Fe3+代替Si。Al、Fe3+代替Si是产生层电荷的主要原因。单位化学式的电荷数在0.6~0.9之间。层电荷补偿一方面由八面体中Al代替Mg引起,另一方面来自层间阳离子。层间阳离子以Mg为主,也可以是Ca、Na、K、(H3O)+,以及Rb、Cs、Li、Ba等。八面体片中的阳离子主要为Mg,也可以有Fe3+、Al、Cr、Fe2+、Ni、Li等。层间水的含量取决于层间阳离子的水合能力及环境温度和湿度。含较高水合能力的Mg时,在高的温度和湿度下,单位化学式可含4~5个水分子;而当阳离子为水合能力弱的Cs时,可几乎不含水分子。
[结构与形态] 单斜晶系;a0=0.535nm,b0=0.925nm,c0=n*1.45 nm,β=97。07';Z=2。这是常见的以Mg为主要层间阳离子的三八面体型蛭石的晶格常数。二八面体型蛭石的晶格常数稍有不同。晶体结构为2:1(TOT)型。四面体片中由Al代替Si而产生层电荷,导致层间充填可交换性阳离子和水分子。水分子以氢键与结构层表面的桥氧相联,在水分子层内彼此又以弱的氢键相互连结。部分水分子围绕层间阳离子形成配位八面体,形成水合络离子[Mg(H2O)6]2+,在结构中占有固定的位置;部分水分子呈游离状态。这种结构特点使蛭石具有很强的阳离子交换能力。
在正常温度和湿度下,Mg饱和蛭石的c0为1.436nm,层间具双水分子层,但水分子层不完整。水饱和后c0增大至1.481nm,此时层间填充的是完整的水分子层。通过缓慢加热使蛭石部分脱水后,其c0由1.436变为1.382nm。继续脱水,双层水分子将减为单层水分子,c0变为1.159nm。再继续脱水,将变为完全脱水结构(c0=0.902nm)与含单层水分子结构(c0=1.159nm)相间排列的结构,其c0为2.06nm。完全脱水后则变为类似于滑石的结构,c0为0.902nm。
蛭石加热至500℃脱水后,置于室温下可再度吸水;但加热至700℃后则不再吸水。
[理化性能] 常依黑云母或金云母呈假象。多呈褐、黄褐、金黄、青铜色,有时带绿色。光泽较云母弱,油脂光泽或珍珠光泽。解理{001}完全,薄片有挠性。硬度1~1.5。相对密度2.4~2.7。
偏光镜下:多色性无色至浅褐色。二轴晶(-),光轴角很小。Ng=1.545~1.585,Nm =1.540~1.580,Np=1.525~1.560。
膨胀性;阳离子交换性和吸附性;膨胀蛭石也具有良好的吸水性;隔音性;隔热性和耐火性;耐冻性;膨胀蛭石的化学性质稳定。不溶于水。pH值7~8。无毒、无味,无副作用。
[产状与组合] 主要为黑云母和金云母经低温热液蚀变的产物。部分蛭石由黑云母经风化作用而形成。
[鉴定特征] 外形与黑云母相似,但光泽、解理程度、硬度、薄片弹性均较黑云母弱。灼烧时体积强烈膨胀为其主要特征。
[工业应用] 主要用于农业、环保、建材等领域。
其它应用:作为填料加入摩擦材料,可起到增强剂、热稳定剂的作用。用蛭石制成的刹车片具有良好的耐热性和抗剪、抗弯强度,制动效果好。用蛭石作香料油的载体制作的香料,具有散香时间长的特点。