Moissanit
| Moissanit | |
|---|---|
 | |
| Ogólne i klasyfikacja | |
| inne nazwy | |
| wzór chemiczny | SiC |
|
Klasa mineralna (i ewentualnie wydział) |
elementy |
|
Nr systemu do Strunza i do Dana |
1.DA.05 ( 8 wydanie : I / B.02) 01.03.08.01 |
| Dane krystalograficzne | |
| Kryształowy system | sześciokątny |
| klasa kryształów ; symbol | 6/mm |
| Grupa kosmiczna | P 6 3 mc (nr 186) |
| Parametry sieci | a = 3,0810 (2) Å ; c = 15,1248 (10) Å |
| Jednostki formuły | Z = 6 |
| Częste kryształowe twarze | [10 1 0] |
| Właściwości fizyczne | |
| Twardość Mohsa | 9,5 |
| Gęstość (g/cm 3 ) | zmierzone: 3,1 do 3,29; obliczono: 3,21 |
| Łupliwość | niewyraźny po {0001} |
| Przerwa ; Wytrwałość | muszelkowaty |
| kolor | bezbarwny, zielony, szmaragdowy, zielonkawożółty, niebieskawy, jasnoszary, czarny |
| Kolor linii | zielonkawo szary, biały |
| przezroczystość | przezroczysty |
| połysk | Połysk metalu do połysku diamentu |
| Optyka kryształowa | |
| Współczynniki załamania |
n ω = 2,616 do 2,757 n ε = 2,654 do 2,812 |
| Dwójłomność | = 0,038 |
| Optyczny charakter | jednoosiowy dodatni |
| Pleochroizm | słaby |
Moissanit , chemicznie znany również jako karborund lub węglik krzemu , jest rzadko występującym minerałem z mineralnej klasy pierwiastków. Krystalizuje w heksagonalnym układzie kryształów o składzie chemicznym SiC i tworzy płaskie, zaokrąglone, heksagonalne kryształy o wielkości do pięciu milimetrów. Minerał w stanie czystym jest bezbarwny, ale ze względu na ślady innych pierwiastków, takich jak azot , bor czy aluminium, wykazuje szeroką gamę barw od zieleni (azot) przez niebieską do czerni (aluminium, bor).
Etymologia i historia
Moissanit został po raz pierwszy wykryty w 1904 roku przez Henri Moissana w próbce minerału meteorytu Canyon Diablo znalezionego w pobliżu krateru Barringer . Jego skład po raz pierwszy zbadał w 1892 r. François Ernest Mallard, aw 1893 r. Georges Friedel ; Uznali, że zawiera on szczególnie twardy materiał, który jest obojętny na kwas solny i początkowo uznali go za diament. W 1904 Moissan był w stanie zbadać większą ilość meteorytu i rozpoznał na podstawie typowych sześciokątnych kryształów, że meteoryt zawiera węglik krzemu. Nowy minerał został nazwany moissanitem na cześć odkrywcy.
Sztuczna produkcja węglika krzemu została po raz pierwszy osiągnięta w 1891 roku przez Edwarda Goodricha Achesona (opatentowany w lutym 1893), a moissanit w jakości klejnotów został po raz pierwszy wyprodukowany w 1997 roku.
Klasyfikacja
W systemie Strunza moissanit zaliczany jest do niemetali . Po VIII edycji tworzy grupę półmetali i niemetali wraz z chaoitem , diamentem, fulerytem , grafitem i lonsdaleitem . W IX edycji jest jedynym przedstawicielem niemetalicznych węglików, podgrupy niemetalicznych związków węgla i azotu.
W systemie Dana tworzy odrębną podgrupę półmetali i niemetali.
Struktura krystaliczna
W najczęstszej modyfikacji α moissanit krystalizuje w heksagonalnym układzie kryształów w grupie przestrzennej P 6 3 mc (grupa przestrzenna nr 186 ) o parametrach sieci a = 3,073 Å i c = 15,08 Å oraz sześciu jednostkach wzoru na komórka elementarna . Odpowiada to strukturze wurcytu.
nieruchomości
Moissanit jest jedną z najtwardszych znanych substancji występujących w przyrodzie, tylko diament jest twardszy. Podobnie jak diament, moissanit jest optycznie przezroczysty, ale w przeciwieństwie do niego jest dwójłomny .
Moissanit zazwyczaj krystalizuje w sześciokątnych, tabelarycznych kryształach. Są one spłaszczone wzdłuż płaszczyzny [10 1 0] i zaokrąglone na rogach.
Poszczególne kryształy w naturalnych wystąpieniach rzadko są większe niż 1 mm. Od 2014 r. okaz o długości 4,1 mm znaleziony w Izraelu jest uważany za największy znany naturalny kryształ moissanitu.
Modyfikacje i odmiany
Moissanit występuje w różnych formach polimorficznych . Należą do nich różne modyfikacje heksagonalne, romboedryczne i sześcienne . Najczęściej spotykana jest heksagonalna modyfikacja moissanitu 6H, której struktura odpowiada strukturze wurcytu . Rzadko występuje również kubiczna modyfikacja β (moissanit-3C), która odpowiada strukturze blendy cynkowej . Został znaleziony w amerykańskim stanie Wyoming . Z 74 modyfikacji znanych w wytwarzanym przez człowieka węgliku krzemu osiem jest znanych z natury.
Edukacja i lokalizacje
Węglik krzemu tworzy się w wysokich temperaturach, które występują w płaszczu ziemskim lub gdy meteoryty uderzają w ziemię. Modyfikacja α początkowo tworzy się w temperaturach między 1900 a 2000 ° C. Warunki formowania są porównywalne do warunków diamentu, tak że te dwa minerały czasami występują razem w kimberlicie , tak jak w Fuxian w Chińskiej Republice Ludowej . Jeśli α-SiC styka się z pierwiastkowym krzemem w wysokich temperaturach i jeśli występuje również dwutlenek węgla , krzem może reagować z dwutlenkiem węgla, tworząc β-SiC, który przyłącza się do α-SiC. Inne minerały wyjątkiem diamentem Moissanite co jest związane, to żelazo (w meteorytach), kwarc , granat , clinopyroxene , coezyt , rutyl , grafit, pirotynu i kobalt - pirytu (w kimberlitu).
Miejscami są różne meteoryty, takie jak meteoryt Indarch w Azerbejdżanie , meteoryt Krymka na Ukrainie i meteoryt Canyon Diablo w amerykańskim stanie Arizona ; Kratery uderzeniowe, takie jak Nördlinger Ries ; Wulkany, takie jak Tolbachik na półwyspie Kamczatka ( Rosja ) i kopalnie diamentów, na przykład w Sakha (Rosja) i Kimberley w Australii Zachodniej .
posługiwać się
Ze względu na rzadkość występowania naturalnie występującego moissanitu nie stosuje się ekonomicznie. Jednak węglik krzemu jest sztucznie wytwarzany w dużych ilościach z dwutlenku krzemu i węgla . Jako karborund jest ważnym materiałem ściernym , ale jest również stosowany jako ceramika , izolator oraz, ze względu na swoje właściwości półprzewodnikowe , do diod elektroluminescencyjnych , tranzystorów i warystorów .
Wysoce czyste kryształy moissanitu mogą być stosowane jako substytut diamentu ze względu na ich porównywalne właściwości. Moissanit ma nieco niższą twardość niż diament, ale jest bardziej stabilny termicznie w powietrzu (do 1127 °C, diament tylko do 837 °C) i znacznie tańszy w produkcji. Dlatego jest używany w eksperymentach pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze.
Zobacz też
literatura
- Moissanite , W: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (red.): Handbook of Mineralogy, Mineralogy Society of America , 2001 ( PDF 61 kB )
- Wejście na moissanit. W: Rompp Online . Georg Thieme Verlag, dostęp 7 marca 2014 r.
- Simonpietro Di Pierro, Edwin Gnos, Bernard H. Grobety, Thomas Armbruster, Stefano M. Bernasconi, Peter Ulmer: Moissanit tworzący skały (naturalny α-węglik krzemu). W: Amerykański Mineralog . 2003, 88, s. 1817-1821 ( streszczenie, pdf ).
- Gian Carlo Capitani, Simonpietro Di Pierro i Gioacchino Tempesta: Model struktury 6H-SiC: Dalsze udoskonalenie danych SCXRD z ziemskiego moissanitu. W: Amerykański Mineralog . 2007, 92, 403-407 ( streszczenie, pdf ).
linki internetowe
- Atlas minerałów: Moissanite (Wiki)
- Mindat - Moissanite (angielski)
- RRUFF Database-of-Raman-spectroscopy - Moissanite (angielski)
Indywidualne dowody
- ^ Gian Carlo Capitani, Simonpietro Di Pierro, Gioacchino Tempesta: Model struktury 6H-SiC: dalsze udoskonalenie danych SCXRD z ziemskiego moissanitu . W: Amerykański Mineralog . taśma 92 , 2007, s. 403-407 ( rruff.info [PDF, 244 kB ; dostęp 8 lipca 2017 r.]).
- ↑ a b c d Moissanite , W: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (red.): Handbook of Mineralogy, Mineralogy Society of America , 2001 ( PDF 61 kB )
- ↑ a b c Moissanite na mindat.org (w języku angielskim)
- ^ Henri Moissan : Nouvelles recherches sur la météorite de Canon Diabolo . W: Comptes rendus . 1904, 139, s. 773-786 ( tekst w języku Gallica , francuski)
- ↑ Wejście na węglik krzemu. W: Rompp Online . Georg Thieme Verlag, dostęp 7 marca 2014 r.
- ↑ Patent US492767: Sposób wytwarzania karborundu, przemysłowego ścierniwa zwanego również węglikiem krzemu. (PDF 179,4 kB)
- ↑ a b c d Wpis dotyczący moissanitu. W: Rompp Online . Georg Thieme Verlag, dostęp 7 marca 2014 r.
- ^ Emmanuel Fritsch, Vered Toledo, Antoinette Matlins: Rekordowej wielkości naturalne kryształy Moissanite odkryte w Izraelu. Gemological Institute of America , 2014, dostęp 30 listopada 2017 .
- ↑ J. Bauer, J. Fiala, R. Hrichova: Naturalny α-węglik krzemu . W: Amerykański Mineralog . taśma 48 , 1963, s. 620–635 ( rruff.info [PDF; 795 kB ; dostęp 8 lipca 2017 r.]).
- ↑ Irene Leung, Wenxiang Guo, Irving Friedman, Jim Gleason: Naturalne występowanie węglika krzemu w diamentonośnym kimberlicie z Fuxian . W: Przyroda . 1990, 346, 352-354, doi : 10.1038 / 346352a0 .
- ↑ RM Hough, I. Gilmour, CT Pillinger, JW Arden, KWR Gilkess, J. Yuan, HJ Milledge: Diament i węglik krzemu w stopionych skałach uderzeniowych z krateru uderzeniowego Ries . W: Przyroda . 1995, 378, s. 41-44, doi : 10.1038 / 378041a0
- ↑ Ji-an Xu, Ho-kwang Mao: Moissanite: okno na eksperymenty pod wysokim ciśnieniem. W: Nauka . 2000, 290, s. 783-785, doi : 10.1126 / science.290.5492.783 .