Пирохлор
| Пирохлор | |
|---|---|
 Пирохлор из России. | |
| Общий | |
| Категория | Оксидный минерал |
| Формула (повторяющаяся единица) | (Na,Ca) 2 Nb 2 O 6 (OH,F) |
| Имеет символ IMA. | ПКЛ [1] |
| Классификация Штрунца | 4.ДХ.15 |
| Классификация Дана | 08.02.01.01 Группа пирохлора |
| Кристаллическая система | Изометрический |
| Кристаллический класс | Шестиоктаэдрический (м 3 м) Символ HM : (4/м 3 2/м) |
| Космическая группа | Ф д 3 м (№ 227) |
| Элементарная ячейка | а = 10,41(6) Å, Z = 8 |
| Идентификация | |
| Цвет | От черного до коричневого, шоколадно-коричневого, красновато-коричневого, янтарно-оранжевого, красно-оранжевого. |
| Кристальная привычка | Типично октаэдры, вкрапленно-зернистые, массивные. |
| Твиннинг | 111 редкие |
| Расщепление | 111 неясно, может быть прощание. |
| Перелом | От субраковидного до неравномерного, занозистого |
| упорство | хрупкий |
| шкала Мооса твердость | 5.0–5.5 |
| Блеск | От стекловидного до смолистого |
| Полоса | Белый |
| прозрачность | От полупрозрачного до непрозрачного |
| Удельный вес | от 4,45 до 4,90 |
| Оптические свойства | Изотропный, слабый аномальный анизотропизм |
| Показатель преломления | п = 1,9–2,2 |
| Другие характеристики |  Радиоактивен , часто метамиктный. |
| Ссылки | [2] [3] [4] [5] |
Пирохлор ( Na , Ca ) 2 Nb 2 O 6 ( OH , F ) — минеральная группа ниобиевого концевого члена супергруппы пирохлора. Пирохлор также является термином для обозначения кристаллической структуры F d 3 m . Название происходит от греческого πῦρ , «огонь» , и χλωρός , «зеленый» , потому что при классическом анализе газовой трубки он обычно становится зеленым при зажигании. [4]
Минерал
[ редактировать ]Общая формула, A 2 B 2 O 7 (где А и В – металлы) представляют собой семейство фаз, изоструктурных минералу пирохлору. Пирохлоры представляют собой важный класс материалов в различных технологических приложениях, таких как люминесценция, ионная проводимость, иммобилизация ядерных отходов, высокотемпературные термобарьерные покрытия, контроль выхлопных газов автомобилей , катализаторы, твердооксидные топливные элементы, ионные/электрические проводники и т. д.
Минерал связан с метасоматическим конечным этапом магматических интрузий. Кристаллы пирохлора обычно хорошо сформированы (идиоморфные), встречаются обычно в виде октаэдров желтоватого или коричневатого цвета и смолистого блеска. Обычно это метамикт из-за радиационного повреждения включенными радиоактивными элементами.
Пирохлор встречается в пегматитах, связанных с нефелиновыми сиенитами и другими щелочными породами. Он также встречается в гранитных пегматитах и грейзенах . Характерно для карбонатитов . Сопутствующие минералы включают циркон , эгирин , апатит , перовскит и колумбит . [3]
История
[ редактировать ]Впервые он был описан в 1826 году в Ставерне (Фредриксварн), Ларвик , Вестфолд, Норвегия. [4]
Добыча ниобия
[ редактировать ]Три крупнейших производителя ниобиевой руды разрабатывают месторождения пирохлора. Крупнейшим месторождением в Бразилии является рудник CBMM, расположенный к югу от Араша , штат Минас-Жерайс, за которым следует месторождение рудника Каталан к востоку от Каталана , Гояс. Третьим по величине месторождением ниобиевой руды является рудник Ниобек к западу от Сент-Оноре недалеко от Шикутими , Квебек. [6]
Пирохлоровая руда обычно содержит более 0,05% встречающихся в природе радиоактивных урана и тория . [7]
Луеше в Северном Киву , Демократическая Республика Конго, имеет значительные запасы пирохлора. [8]
Кристаллическая структура
[ редактировать ]Более общая кристаллическая структура описывает материалы типа A 2 B 2 O 6 и A 2 B 2 O 7 , где разновидности A и B обычно представляют собой разновидности редкоземельных или переходных металлов; например, Y 2 Ti 2 O 7 . Структура пирохлора представляет собой производную сверхструктуры простой структуры флюорита (AO 2 = A 4 O 8 ), где катионы A и B упорядочены вдоль направления ⟨110⟩ . Дополнительная анионная вакансия находится в тетраэдрическом междоузлии между соседними катионами B-позиции. Эти системы особенно чувствительны к геометрическим нарушениям и новым магнитным эффектам.
Структура пирохлора демонстрирует разнообразные физические свойства, охватывающие электронные изоляторы (например, La 2 Zr 2 O 7 ), ионные проводники (Gd 1,9 Ca 0,1 Ti 2 O 6,9 ), металлические проводники (Bi 2 Ru 2 O 7− y ), смешанные ионные и электронные проводники. проводники, спинового льда системы (Dy 2 Ti 2 O 7 ), системы спинового стекла (Y 2 Mo 2 O 7 ), системы галдановых цепочек (Tl 2 Ru 2 O 7 ) и сверхпроводящие материалы (Cd 2 Re 2 O 7 ). [9] Более неупорядоченные структуры, такие как пирохлоры висмута, [10] также были исследованы из-за интересных высокочастотных диэлектрических свойств. [11]
Кристаллическая структура была исследована для использования в твердых электролитах для литий-железных батарей . Утверждается, что он обеспечивает высокую проводимость и одновременно подавляет рост дендритов. [12]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ^ «Пирохлор» . www.mineralienatlas.de .
- ^ Jump up to: а б «Пирохлор в базе данных RRuff» (PDF) . rruff.info . Проверено 3 февраля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с «Группа пирохлора: информация и данные о минералах группы пирохлора» . Mindat.org . Проверено 3 февраля 2015 г.
- ^ Бартельми, Дэйв. «Данные о минералах пирохлора» . webmineral.com . Проверено 3 февраля 2015 г.
- ^ Купцидис Дж.; Питерс, Ф.; Прох, Д.; Зингер, В. «Ниоб фюр ТЕСЛА» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 г. Проверено 2 сентября 2008 г.
- ^ Диас да Кунья, К.; Сантос, М.; Зуэн, Ф.; Карнейро, Л.; Питасси, Г.; Лима, К.; Баррос Лейте, CV; Далия, KCP (8 мая 2009 г.). «Коэффициенты растворения оксидов Ta, Th и U, присутствующих в пирохлоре». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 205 (1–4): 251–257. дои : 10.1007/s11270-009-0071-3 . ISSN 0049-6979 . S2CID 93478456 .
- ^ «Минералы крови в провинциях Киву» . www.globalpolicy.org .
- ^ Субраманиан, Массачусетс; Аравамудан, Г.; Субба Рао, GV (1 января 1983 г.). «Оксидные пирохлоры — обзор». Прогресс в химии твердого тела . 15 (2): 55–143. дои : 10.1016/0079-6786(83)90001-8 .
- ^ Аренас, DJ и др. «Комбинационное исследование фононных мод в пирохлорах висмута». Физическое обозрение Б 82.21 (2010): 214302. | https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.214302
- ^ Канн, Дэвид П., Клайв А. Рэндалл и Томас Р. Шраут. «Исследование диэлектрических свойств пирохлоров висмута». Твердотельные коммуникации 100.7 (1996): 529–534. | https://doi.org/10.1016/0038-1098(96)00012-9
- ^ Эттлин, Анна (07 ноября 2023 г.). «Из чего сделана батарея будущего?» . ЧистаяТехника . Проверено 15 ноября 2023 г.
- Кейруш, AAAE; Андраде, МБ (2022 г.). «Поиск групп минералов пирохлора и микролита с помощью рамановской спектроскопии в сочетании с искусственными нейронными сетями». Журнал рамановской спектроскопии . 53 (11): 1924–1930. Бибкод : 2022JRSp...53.1924E . дои : 10.1002/jrs.6433 . S2CID 251463725 .