Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хаджи В.Е. -> "Синтез минералов Том 1" -> 80

Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.

Хаджи В.Е. Синтез минералов Том 1 — М.: Недра, 1987. — 487 c.
Скачать (прямая ссылка): sintezmineralovt11987.djvu
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 212 >> Следующая


181 относительно высоких коэффициентах заполнения автоклава рабочим раствором, что создает режимные давления порядка 1000—; 1400- IO5 Па.

Снижение давлення не препятствует формированию аметистовых центров окраски, однако ромбоэдрические кристаллы в подобных условиях интенсивно растрескиваются из-за недостаточно эффективного предварительного гидротермального протравливания затравочных пластин н сохранения дефектного, аморфизиро-ванного слоя кварца. При прочих равных условиях использование затравок, параллельных г-грани, обеспечивает возможность массового производства однородных кристаллов аметиста с промыш-ленно приемлемыми скоростями и необходимой интенсивностью и чистотой фиолетовой окраски. При этом следует создавать в гидротермальном растворе избыток трехвалентных ионов железа и снижать содержание примесных ионов алюминия, с которыми, как уже отмечалось, связаны дырочные центры дымчатой окраски. В облученном кристалле спектры поглощения от обоих типов центров накладываются один на другой, что, естественно, ухудшает чистоту аметистовой окраски. Поскольку коэффициент захвата структурной примеси алюминия находится в прямой зависимости от температуры выращивания, в то время как коэффициент поглощения примеси железа в исследованном температурном интервале существенно не зависит от температуры, предпринимались попытки получения аметистов без дымчатого оттенка окраски за счет температуры синтеза. Однако они не увенчались успехом из-за снижения скорости роста и растрескивания кристаллов на разных стадиях процесса. Задача была решена путем более тщательного подбора шихтового кварца с минимальным содержанием примеси алюминия, а также за счет специальной обработки выращенных кристаллов, устраняющей дымчатую составляющую окраски.

В связи с тем, что синтез аметиста проводится в калийсодер-жащей системе и для многих природных его кристаллов характерно повышенное содержание примеси калия, интересно рассмотреть роль калия в формировании центров аметистовой окраски. Исследование физических свойств аметиста не давало каких-либо данных, указывающих на то, что калий входит в структуру центра. Кроме того, трудно ожидать вхождение крупного иона калия (/? = 0,133 нм) в структурные каналы, радиус которых не превышает 0,1 нм. Поэтому можно полагать, что роль калия сводится лишь к созданию благоприятных условий для вхождения структурной примеси железа в кварц. Действительно, в указанной системе при параметрах синтеза не образуется устойчивых железистых силикатов, ионы железа остаются свободными и могут захватываться гранями ромбоэдров в виде структурной примеси. В этих условиях небольшое количество калия в качестве неструктурной примеси может поглощаться кристаллом, с чем и связано повышенное содержание его в природных и синтетических аметистах.

182 Во всех исследованных кристаллах природного и синтетического аметиста наблюдается характерный спектр электронного парамагнитного резонанса, связанный с ионами трехвалентного железа, изоморфно замещающими кремний. Было установлено, что интенсивность линий ЭПР в исходных, необлученных кристаллах прямо пропорциональна плотности аметистовой окраски, образующейся в тех же кристаллах под действием ионизирующего облучения. Таким образом, в синтетическом аметисте у-об-лучение переводит практически все изоморфные ионы Fe3+ в другое состояние. При этом существенно изменяется характер спектра ЭПР. Причины этого явления детально рассматриваются в других разделах настоящей работы.

Оптические спектры синтетического и природного аметиста в ультрафиолетовой и видимой областях спектра идентичны и характеризуются полосами поглощения в области 280, 350 (кристаллы дихроичны с De>Dо) и 540 нм. Большое сходство имеют также спектры оптического поглощения синтетических и природных кристаллов этого минерала в области валентных колебаний ОН-дефектов (3200—3600 см-1). Для обеих разновидностей характерны полосы 3400, 3440, 3550 и 3590 см-1, а также широкая диффузная полоса в области 3430 см-1.

Аметистовая окраска кристаллов кварца в пирамидах основных ромбоэдров обладает аномальным плеохроизмом, природа которого была установлена благодаря исследованиям методом ЭПР (аналогичное явление наблюдается для алюминиевых центров дымчатой окраски кварца).

Установлено, что степень аномальности плеохроизма дымчатой и аметистовой окраски, которая может быть охарактеризована отношением интенсивности линий ЭПР Al3+ и Fe3+ от трех эквивалентных, но различно заселенных групп тетраэдров, зависит от температуры кристаллизации кварца. Наиболее резко ди-хроичные (из имевшихся в нашем распоряжении) природные аметисты характеризуются отношением 1:3:10. Для синтетических аметистов это отношение обычно изменяется от 1:1:2 до 1:2:4. С понижением температуры синтеза степень аномальности плеохроизма возрастает. Наличие интенсивного аномального плеохроизма большинства природных аметистов может свидетельствовать о сравнительно низких температурах его образования, если допустить, что величина абсолютной скорости роста незначительно влияет на степень упорядоченности структурных примесей в кристаллической решетке кварца. Насыщение аметистовой окраски достигается при сравнительно небольших дозах ионизирующего облучения (порядка 25,8 Кл/кг по сравнению с 13-Ю2 Кл/кг для дымчатой окраски). Это связано с тем, что количество центров аметистовой окраски обычно невелико — около IO18 см-3 в густо-окрашенных кристаллах. Учитывая эту особенность, можно объяснить причины появления дымчатой или аметисто-дымчатой окраски в природных аметистах, подвергнутых дополнительному облучению.
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 212 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed