genezise ásványok
Abstracts. A Genesis ásványi anyagok. Módszerek a kristálynövekedés
p align = „left”> A harmadik típusú mineralizáció - biogén kialakulását. Ásványok képződnek élettartama alatt az állatok és növények, különösen bőségesen élő sekély részek tengerek és más víztározók. Például, az algák és egysejtűek tengeri élőlények felszívja a kalcium-karbonát és hagyja az ásványi hervadó felhalmozási formájában kalcit, aragonit CaCO3 CaCO3. Kovamoszatok és tengeri szivacsok használják a szilícium-dioxid csontvázak. Ugyanígy van egy opál ásványi anyag. Tengeri és néha folyó vagy tó kagyló héjában termelnek gyöngy (kalcit ásvány elegyített szerves anyag bámulatosan szép játék a színek a szivárvány színei). Zhelezopogloschayuschie baktériumok létrehozásához felhalmozódása vas-hidroxid (ásványianyag - limonitos - alakítás forrás hematites).
1.3Metamorfichesky folyamat
A metamorfózis. ásványok endogén és exogén Genesis egy bizonyos mélységben a földben kéreg, amelyben - az időszakot hatással lehet a magas nyomás, hőmérséklet (általában nem az olvadási pontja fölé), hatása alatt a meleg víz és gázok. Vannak új termodinamikai feltételek nem jellemző a létfeltételek ezen ásványi anyagok.
Ásványok az új körülmények között kezdenek fejlődni: néhány elpusztult, másokat átkristályosítjuk, és mások az új ásványi képződmények. Tehát vannak metamorf ásványok, főleg szilikát összetételű.
Példák ásványok - kvarc, talkum, klorit.
Paragenezis (a görög „para”. - közel mellett), vagy természetes szövetség - közös meghatározásához ásványok a természetben. Feltételes közös folyamatot kialakulásuk hasonló fizikai-kémiai és geológiai körülmények. Található ásványi anyagok kőzetek és betétek formájában komplexek összekapcsolt egyetlen képződésének folyamata. Ezek a komplexek fenn nagy állandóság.
Kétségtelen paragenetic egyesület tükrözik tekinthető általunk szekvencia elosztása kristályos fázisok, először olvadékot magma, majd pegmatit maradékot gázok és megoldások, valamint az ásványok kiválása a víz medencék a felületen.
A kromit betétek a Dél-Urál, magmatikus eredetű is vannak, olivin és platina. Kapcsolat az Dashkesan betét a kaukázusi jellemzi magnetit, pirit, chalcopyrite. A pegmatit mezők Szverdlovszk régióban megfigyelhető paragenezis füstkvarc, ortoklász, topáz, turmalin. Ezek az ásványi anyagok közösség és sok más részein a világ hasonló oktatási feltételek. Sadonskoe területén a Kaukázusban ezüst - ólom - cink. Régóta ismert, hogy az ezüst ásványok, ólom és a cink különösen gyakori együtt (például az Altáj). Ez nagyon jellemző a szoros kapcsolat az úgynevezett ércek.
Solikamsk sók mező halite, szilvit, gipsz. Ugyanezek ásványok ismert más helyeken a forgalmazási kémiai csapadék.
Paragenetic kapcsolatok segítik a keresést az ásványi anyagok. Egyértelmű, hogy a keresést a króm és platina kell vizsgálni magmás kőzetek; érc ólom, ezüst és cink, hogy találhatók hidrotermális vénák; ón érc, volfrám, arany - között savas magmás kőzetek (gránit). Core arany keres elsősorban kvarc erek. Ismerete paragenezis ásványok megkönnyíti a keresőmotorok ásványok társaik. Például gyémánt műholdas - pyrope - segített a felfedezés elsődleges gyémánt betétek Yakutia.
2.metody kristálynövekedés
Attól függően, hogy a fázis, ahonnan a kristály termesztik, megkülönböztetni négy előállítási eljárások kristályok:
2) a folyékony fázis
3) a hidrotermális oldat
4) elsősorban a szilárd fázisú reakciók
Crystal növekedés gázfázisból
Háromféle módon megszerezni kristályok a gáz fázis: a szublimáció az anyagok kémiai reakciókat a gáz és a kémiai transzport reakciókat. Tekintsük ezeket a módszereket.
Ha az anyag nagy a gőznyomása és elpárolgott bomlás nélkül, ennek a kristályai előállíthatók a szublimáció. Változatos hardver regisztrációs módszert: áramlási rendszer segítségével inert gáz - hordozó; zárt rendszerek (gyakran elzárt kvarc cső) evakuáljuk, és gázzal töltött.
Az anyagot elpárologtatott egy zónában, és kondenzálódik a régióban b, ahol a gőz miatt alacsonyabb hőmérsékletű túltelítetté válik. Ha a hőmérséklet-gradiens nagy és az anyagáramlás korlátlan, általában termel sok nukleációs. Tartva a oltókristály ilyen esetekben nem hatékony. Mégis sokan magok elején alakult, közben az egyik növekedési jobban teljesítenek, mint a többi, úgyhogy az eredmény egy pár nagy kristályokat egy polikristályos bázis. Ez a nagyon egyszerű kiviteli alak szublimációs termesztésére használt kristályokat kadmium-szulfid, cink-oxid (az áramlás és zárt rendszerek), és szilícium-karbid (áramlási rendszer).
A hátránya abban rejlik, hogy a legnagyobb kristályok a növekedési folyamat eléri a forró zónában és tovább növeljék leáll. Ennek elkerülése érdekében, a tartályt a növekvő kristály képest mozgatjuk a kemence olyan sebességgel körülbelül egyenlő kristálynövekedési sebesség. Ez a módszer az úgynevezett „stretching a gőzfázisból.” Ez az a további előnye, hogy a kristály növekszik állandó hőmérsékleten.
2.2Himicheskie gázfázisú reakciót
A forró zónában a reakcióedény a kémiai reakció léphet fel, ha adagolhatjuk külön-külön vagy együtt kristály alkatrészek és illékony vegyületek. Kellően magas hőmérséklet ebben a zónában, amikor gőz telítetlen képest a szilárd fázis képződik, a kristályosodás bekövetkezik a viszonylag hideg részei a rendszernek.
termesztési feltételek hasonlítanak a fent említettek. A módszer alkalmazása látható növekvő kadmium-szulfid kristályok keverékéből hidrogén, hidrogén-szulfid és a kadmium. Dopping hozzáadásával érhetjük el, hogy a gáz - gőz szennyező komponens hordozóban. Ily módon előállították őket kristályok kadmium-szulfid adalékolt a következő komponenseket: gallium, indium, ezüst, antimon, klórt.
Amint azt jeleztük, a kristály növekedési állandó hőmérsékleten és támogatása a növekvő kristályt a forró zónában, nyilvánvalóan lehetővé teszi, hogy több homogén és nagy kristályok. Azonban ez a módszer még nem használták előállítására egykristályok.
Szállítás reakció 2.3Himicheskie
Ha a gőz nyomása A kristály alkatrészek kicsi, a gőzfázis gyakran lehetséges, hogy átadják formájában illékony vegyületek.
A gőz ezeket a vegyületeket tartalmazó, a kívánt kristályokat növesztett kétféleképpen alapján a váltás a egyensúlyi kristály - gőz hőmérsékletétől függően változik.
Ha a vegyületek magas hőmérsékleten tönkremehetnek, majd melegítjük, hogy a gőz ilyen hőmérséklet vezet a szétválasztása A kristály alkatrészek, és így lehetővé teszi, hogy növekszik a kristály.
Például, a cirkónium-oxid kristályokat kapunk hőbontásával cirkónium-tetrajodid
Zrl4 (g)> Zr (TV) + 2i2 (Z)
Termodinamikai körülmények, hogy ez a reakció lehet a kristályosításhoz használt vannak különbségek # 63; N> 0, # 63; S<0, где ? Н и ? S - соответственно изменение энтальпии и энтропии при реакции. До высокой температуры система нагревается горячей металлической проволокой, на которой и происходит рост кристаллов.
2.4 termesztése kristályok a folyékony fázistól
Négy módszer növekvő kristályok a folyékony fázistól: előállítása a szilárd fázis a saját olvadék, oldat az olvadékban, a megoldást az olvasztott só, vagy folyékony oldószer. Bár ezek a módszerek lényegében azonos, ezek külön-külön tárgyaljuk, mert különbségek vannak a módját azok végrehajtását.
2.5Metody kristálynövekedés olvadékból
Kristályos anyagoknál jól meghatározott olvadáspontja (például, igen tiszta egyszerű anyagok vagy vegyületek, melyek maximális olvadáspont) a vizsgált anyag megolvad polikristályos, és ezután lassan az olvadék hőmérsékletét az olvadáspont alatti.
A legegyszerűbb az a módszer, amelyben a kristályosodást végzett fokozatos megszilárdulása az olvadék egyik végétől a tartály (irányított kristályosítás). Erre a célra, a vízszintes kristályosítási készülékek (módszerek Kapitsa) vagy vertikális (Shtobera módszer, Bridgman Stockbarger, Kyropoulos). A hátránya, ezek a módszerek - olvad érintkezik a tartály falai, akadályozza a egykristály növekszik - a kialakulását számos nukleációs. Ez a hatás különösen erős az esetben, ha az olvadék nedvesíti a fal a tartály. Néha jól tapad a falak a por. Például, a germánium egykristály neveltük kvarc edényben, borított korom.
Egy másik hátránya ennek a módszernek (különösen, ha a tartály függőleges elrendezés) - az, hogy a kristályok lehűtjük a tartályban, tekintélyes igénybevételnek merülnek fel, hogy az ólom, hogy a megjelenése diszlokációk.
Azt is kidolgozott egy eljárást kristályok, alapján a pre-olvadék a kiindulási anyag egy lánggal (Verneuil-módszer). Ebben az eljárásban, kis mennyiségű anyag megolvadt tetején kerámia alátét hidrogén-oxigén láng. Kristályosodás folyamatos leengedi az állvány a forró zóna és hozzátéve, hogy az olvadékot egy központi égő kúp új részei finom por.
Így a termesztett kristályok tűzálló, mint például az alumínium-oxid, és használata helyett indukciós fűtés égő - szilícium-kristályok. Az utóbbi esetben a közeg összetételének kezeli, hogy ellenőrizzék, hogy szinte lehetetlen, ha egy láng. Ez az előny megmarad abban az esetben, ahol a fűtési használják a sugárzás egy szén-ív. Ebben a formában, a használt módszer kristálynövekedés titán-dioxid.
Variant Verneuil módszer, amelyben az égő van elhelyezve alulról és felülről kerámia pad által használt, Bush és Vogt növekvő germánium-szilícium ötvözetek. Ebben az esetben, a port táplált alulról a lógó oltókristályokat, submelting keresztül alulról indukciós fűtés.
Azokban az esetekben, amikor lehetetlen tenni anélkül, hogy a tartály és az anyag megfelelő tulajdonságokkal nem, olvadás végezzük egy tartályba, amely az ugyanazon anyag.
Ez megköveteli megnövekedett hűtési kívülről olvadni csak a középső része.
Ezen a módon, a szilícium kristály nőtt az olvadékból, tégelybe helyezzük ezüst, szilícium bevonatú belsőleg és külsőleg hűtjük vízzel. Ferritek nőtt az olvadékot egy tartályban készült ugyanabból az anyagból és szilárdan kapcsolódik egy vízhűtéses indukciós gyűrűt. Magnézium-oxid kristályokat növesztettünk az olvadékból, a formába helyezzük a magnézium-oxid.