Выращивание и некоторые свойства кристаллов розового фосфорсодежащего кварца

• Автор: Емельченко, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 Общие сведения о кристаллах кварца и методах их

выращивания обюр литературы

1.1. Распространенность, структурно морфологические

характеристики и основные свойства кристаллов кварца

1.2. Окрашенные разновидности природного кварца и их

синтетические аналоги

1.3. Выращивание монокристаллов кварца

1.3.1. Растворимость кварца в чистой воде и водных растворах

электролитов

1.3.2. Химизм процесса растворения кварца
1.3.3. Физикохимические особенности выращивания кристаллов
1.3.3.1. Характеристика гидротермального метода температурного перепада
1.3.3.2. Особенности гидротермального выращивания кристаллов
1.4. Выводы из обзора литературы
Глава 2 Экспериментальная часть
2.1. Методика и условия проведения экспериментов
2.2. Оборудование
Г лава 3 Методы изучения физических свойств кристаллов
3.1. Определение ростовых характеристик
3.2. у Облучение кристаллов
3.3. Определение микротвердости
3.4. УФВИК спектры поглощения. Спектры ЭПР
3.5. Отжиг вырашешшх кристаллов кварца и светостойкость
розовой окраски
3.6. Анализ химическою состава выращенных христаллов
Глава 4 Результаты исследований
4.1. Общая характеристика выращенных кристаллов
4.1.1. Кристаллы кварца, выращенные в щелочных
фосфорсодержащих растворах
4.1.2. Кристаллы кварца выращенные во фторилных
близнейтральных и кислых растворах
4.2. Влияние состава и концентрации минерализатороз на скорость
роста кристаллов
4.3. Влияние скорости роста и концентрации добавок на морфологию и внутреннее строение кристаллов розового
кварца
4.4. Влияние вида и концентрации фосфорсодержащих добавок на
интенсивность розовой окраски
4.5. Влияние дозы облучения на интенсивность розовой окраски
4.6. Влияние скорости роста на интенсивность розовой окраски
4.7. Температурный режим роста и термостойкость розовой
окраски
4.8. Основные физические свойства и гемологические
характеристики выращенных кристаллов
Глава 5 Разработка лабораторной технологии на основе анализа
полученных результатов
Глава 6 Основные выводы
Использованная литература
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Обычно эта задача решалась многократным разращиванием кристаллов берлинита и ортофосфата галлия спонтанного зарождения [], а также эпитаксиальным наращиванием А1Р и ОаР на кварцевые подложки в гидротермальных условиях. Эксперименты показали, что в последнем случае хотя наращивание указанных фосфатов на кварцевые затравки и возможно, однако наросший слой подвержен интенсивной трещиноватости и двойникованию. Это в первую очередь связано с явлением гетерометрии []. Для избавления от этого недостатка представлялось перспективным использовать в качестве затравок кристаллы смешанного состава, напрмер а-бЮ2 - а-А1Р. Кроме того, исходя из общих кристаллохимических представлений, такие кристаллы должны были бы обладать, по сравнению с чистым кварцем, более высокими значениями пьезоэлектрического эффекта и коэффициента электромеханической связи. Ранее такие кристаллы не выращивали, причем до сих пор не выяснена изоморфная емкость кварца по отношению к примеси фосфора и вообще получение высокофосфатных кристаллов кварца. Немаловажно и то, что розовый фосфорсодержащий кварц является самым дорогостоящим среди всего семейства окрашенных разновидностей. Изложенное выше предопределило выбор темы исследования и свидетельствует об е актуальности. Цель и задачи. Целью работы являлась разработка лабораторной технологии выращивания кристаллов розового фосфорсодержащего кварца, изучение их свойств и характеристик, а также выяснение причин редкой встречаемости подобной разновидности кварца в природе. Научная новизна. Экспериментально установлено влияние различных физико -химических и ростовых факторов (давление и температура роста, скорость роста, ориентация затравки, состав минерализаторов. Разработана модель фосфорного центра розовой окраски, а также определены условия его устойчивости. Показано, что редкая встречаемость розового фосфорсодержащего кварца в природе обусловлена необходимостью сочетания строго определенного состава. H, термобарических параметров растворов, так же как и дозы ионизирующего облучения, и реализуется только в некоторых типах пегматитов фосфатно - фторидного типа. Доказана весьма ограниченная «ость структуры по отношению к примеси фосфора и невозможность в связи с этим получения твердых растворов сі-БЮг - а-АІРО. БЮг - а-Л1Р для самостоятельного использования в технике и затравочных подложек эпитаксиального наращивания берлинита. Лабораторная получения фосфорсодержащего розово кварца может быть положена в основу дальнейшего изучения микроизоморфизма кварц-подобных соединений (СаР, ВР, . Разработ лабораторн технологи воспроизводимого получения монокристаллов розового фосфорсодержащего кварца - одного из редчайших окрашенных аналогов разновидности природного кварца. Определи механизм формирования радиационных центров розовой окраски выращенных кристаллов кварца и связи с микроизоморфизмом берлинита (А1Р) в кварце. Установлен изоморфн емкост кварца по отношению к берлиниту с целью получения кристаллов смешанного состава а-ЭЮг - а-А]Р как для самостоятельного использования, так и для применения их в качестве затравок для эпитаксиального наращивания а-А]Р. Разработана модель образования кристаллов розового кварца в природных условиях, объясняющая причины его редкой всгречаемосги в природе. Установлены специфические признаки (физически свойств, гемологически характеристик, особснност внутреннего строения и т. Апробация работы. Европейском совещании рабочей группы по пьезоэлектрическим материалам (Франция, ). Также по теме диссертации был спубликован стат в журналах (Доклады Академии Наук, Геохимия, Gems&Gemology, Experiment in Geosciences) и сборник ‘Экспериментальное и теоретическое моделирование процессов минералообразоваиия ”. Фактический материал. Работа выполнена в лаборатории синтеза минералов Института экспериментальной минералогии РАН (Черноголовка). В основу работы положены результаты исследований - гг. За этот период было проведено более 0 опытов, в которых было выращено и исследовано около 0 кристаллов розового кварца. Эксперименты по разработке лабораторной технологии выращивания кристаллов проводились в тесном сотрудничестве с РХТУ им. Д.И. Менделеева и ВНИИСИМС.