Валентное и структурное состояние атомов железа в стеклах ударного и вулканического происхождения

• Автор: Воловецкий, Михаил Витальевич
• Шифр специальности: 25.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

1.1. Структурные особенности алюмосиликатных расплавов и стекол

1.2. Импактные и вулканические стекла.

1.3. Исследования окислительного и структурного состояний атомов железа в силикатных стеклах.

1.4. Влияние состава и ТГО условий на рсдокссостоянис атомов железа

1.5. Постановка задачи экспериментальных исследований.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ДАННОЙ РАБОТЕ

2.1 Мессбауэровские исследования валентного и структурного состояний атомов железа.

2.2. Магнитные исследования ферромагнитных включений в природных стеклах.

2.2.1. Термомагнитные исследования стекол.

2.2.2. Измерения магнитной восприимчивости и намагниченности стекол.

2.3. Исследование влияния ТЮг условий на состояние атомов железа в стеклах гранитоидного состава с помощью высокотемпературной установки с контролируемой летучестью кислорода
ГЛАВА 3. ВАЛЕНТНОЕ И СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЯ АТОМОВ ЖЕЛЕЗА В ПРИРОДНЫХ ИМПАКТНЫХ И ВУЛКАНИЧЕСКИХ СТЕКЛАХ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Описание объектов исследования.
3.2. Структурное и валентное состояния атомов железа по данным мессбауэровской спектроскопии.
3.2.1. Кристаллохимическая идентификация парциальных мессбауэровских спектров.
3.2.2. Особенности спектров и выбор модели обработки.
3.2.3. Вариации степени окисления железа между различными группами природных стекол
3.2.4. Координация атомов железа.
3.3. Магнитные свойства природных стекол.
3.3.1. Термомагнитные характеристики природных стекол
3.3.2. Измерение намагниченности и магнитной восприимчивости
3.4. Краткие итоги.
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЛЕТУЧЕСТИ КИСЛОРОДА И ТЕМПЕРАТУРЫ
ПА ОТНОШЕНИЕ Ре.с В СИЛИКАТНЫХ СТЕКЛАХ КИСЛОГО СОСТАВА ПО ДАННЫМ МЕССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Описание полученных образцов силикатных стекол гранитоидного состава
4.2. Достижение равновесия стсклоатмосфсра
4.3 Влияние ТЮ2 условий на валентное и структурное состояния атомов железа в силикатных стеклах.
4.4 Структурное и валент ное состояние атомов железа в экспериментальных стеклах
4.5. Крат кие итоги.
ГЛАВА 5. ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПАКТНЫХ И КИСЛЫХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ
5.1. Различия в степени окисления и структурном положении железа в природных стеклах различного типа.
5.2. Оценка летучести кислорода в процессе формирования природных стекол исходя из сравнения с экспериментальными стеклами
5.3. Краткие итоги
между собой, образуя крсмнекислородиые анионы. Впервые идея о таком соединении кремнекислородных анионов различной сложности была высказана Есиным .
Атомы кислорода в тетраэдрах могут быть связаны с двумя или одним атомом кремния. В первом случае образуются мостиковые связи i0i, во втором немостиковые связи iО при этом атомы кислорода являются концевыми и координируются катионами металла , В зависимости от соотношения чисел концевых и мостиковых атомов кислорода можно выделить 5 типов тетраэдров i, которые обозначаются как , где п число мостиковых атомов кислорода. В качестве меры деполимеризации анионной сетки используется коэффициент число немостиковых атомов кислорода на один тетраодричсски координированный катион. Исследователи, использующие метод комбинационного рассеяния для изучения силикатов, как правило рассматривают взаимодействие между анионными структурными единицами в виде
2 .
В алюмосиликатных стеклах кремний в тетраэдрах может быть замешен ионами I3. В таком случае избыточный отрицательный заряд анионной структуры требует наличия катионовмодификаторов для компенсации заряда. Если заряд не скомпенсирован, то 3 изменяет координацию на октаэдрическую .
Введение


Если заряд не скомпенсирован, то 3 изменяет координацию на октаэдрическую . Введение оксидовмодификаторов приводит к разрыву отдельных мостиковых связей и образованию немостиковых атомов кислорода, которые статистически распределяются в структуре стекла. КМ располагаются в пустотах каркаса рядом с немостиковыми атомами кислорода и компенсируют их избыточный заряд Рис. Щ Атом кремния, О ятом кислорода, атом натрия. Рис. Схематическое изображение на плоскости строения кварца а, кварцевого стекла б, иатриевосиликатпого стекла в. Особый интерес представляет пространственное распределение КМ и упорядоченность их ближайшего окружения. Райт на основании современных дифракционных данных и результатов, полученных методом ЕХАР8, сделал вывод о том, что КМ адаптируют свое локальное окружение, создавая координационные полиэдры, подобные полиэдрам в кристаллических силикатах. Поскольку некоторые мессбауэровские атомы могут замещать как КС, так и КМ, можно получить структурную информацию о роли этих катионов методами мессбауэровской спектроскопии. Из мессбауэровских атомов наибольший интерес для геохимических исследований представляет железо. Железо в структуре стекол демонстрирует более сложное поведение, и данные по структурному положению ионов железа неоднозначны. Например, в работе авторы на основании шБки ХАЫЕЗисследований предположили, что ионы 1е2 находятся в тетраэдрической и пятерной координации, а ионы Ре распределены по тетраэдрическим, пятерным и октаэдрическим позициям со средним КЧ приблизительно равным 5.