Флогопит

16.12.2018 0 Автор: admin1

Флогопит

Гидратизация флогопита сказывается и на снижении его механической прочности, твердости, ухудшении его электроизоляционных свойств. Эти кривые определяют собой нагревостойкость слюд. Для мусковита максимальная рабочая температура может быть установлена в пределах 500 — 600 С, для особо твердого флогопита 900 — 1000 С.

Кривые вспучивания слюд.

Гидратизация флогопита сказывается и на снижении его механической прочности, твердости, ухудшении его электроизоляционных свойств. Эти кривые определяют собой нагревостойкость слюд. Для мусковита максимальная рабочая температура может быть установлена в пределах 500 — 600 С, для особо твердого флогопита 900 — 1 000 С.

Кривые газовыделения минералов, сопутствующих вулканическому стеклу месторождения Мухор-Тала.| Кривые газовыделения мине.

Характер кривой флогопита несколько напоминает верхнюю часть кривых газовыделения в вулканических стеклах кислого ( комендитового) состава.

В флогопите обычны игольчатые включения: по своему расположению вдоль линий, скрещивающихся под углом около 60, они вызывают астеризм. Включения эти представлены рутилом, гематитом, турмалином или каким-то неопределенным минералом с низким рельефом и большим дву-преломлением. Плеохроичные дворики вокруг радиоактивных включений в биотите встречаются чаще, чем в других минералах. Включениями этими являются циркон, апатит, титанит, реже алла-нит. Плеохроизм двориков по цвету и положению похож на плеохроизм биотита, но он более интенсивен, так что дворик часто непрозрачен параллельно Nm и Ng.

Структуры некоторых силикатных минералов.

Во флогопите и мусковите четвертая часть атомов кремния статистически замещена алюминием, Б результате чего слон приобретают отрицательны. Таким образом, эти два минерала связаны между собой точно так же, как тальк и пирофиллит.

На флогопите активными по отношению к МГ будут боковые разорванные связи и базальные плоскости, несущие отрицательный заряд. Ионный обмен в межслоевой области исключен или весьма незначителен, поскольку смежные слои прочно соединяются магниевым катионом, принадлежащим одновременно обоим слоям.

На флогопите ( в интервале рН 5 — 13) величина сорбции наибольшая при 20 С, а с повышением температуры уменьшается и при 100 С становится минимальной. Это согласуется с допущением, что при времени сорбции 5 мин.

Во флогопите в отличие от мусковита явные включения и сростки биотита не наблюдаются. Это объясняется тем, что биотит по существу представляет собой флогоцит со значительным содержанием двухвалентного железа, изоморфно замещающего магний, вследствие чего возможен непрерывный ряд составов между идеальным, безжелезистым флогопитом и биотитом, и во флогопитовых месторождениях биотит отдельно не кристаллизуется.

Мусковит 1 флогопит в практических условиях применения слюдяной изоляции имеют высокую химическую стойкость; причем мусковит более стоек, чем флогопит. Сильные кислоты и щелочи действуют на мусковит и флогопит только при значительной концентрации, при нагревании и длительном контакте.

Слюда щипаная флогопит по нагревостойкости делится на обычную, пагревостойкую п высоконагревостойкую. Флогопит нормальный после нагрева до 150 С не должен менять цвет и приобретать остаточное вспучивание.

Мусковит и флогопит имеют высокую химостойкость в практических условиях применения слюдяной изоляции; мусковит более стоек, чем флогопит. Сильные кислоты и щелочи действуют на мусковит и флогопит только при значительной концентрации, при нагревании и длительном контакте.

Как и флогопит, образует фигуру удара и фигуру давления. В тонких листочках бесцветен, в более толстых ( 0 3 — 0 5 мм) сероватого, розовато-красного, коричневатого, зеленоватого и зеленого цвета; черты не дает. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый, шелковистый.

Фторфлогопит

Вид торца слюдяного блока ( 0 0 5 м, образованного пересечением крупных пакетов кристаллов фторфло-гопита.

Фторфлогопит в виде бездефектных пластин разного размера является наиболее важным видом слюдяной продукции. На первом этапе из пакетов слюды выделяют подборы пластин, визуально чистых от включений. В дальнейшем подборы проверяются под микроскопом и из отсортированных подборов изготовляются кондиционные пластины заданных размеров и качества, в соответствии с действующим ОСТ 41 — 07 — 039 — 85 на слюдяные пластины.

Фторфлогопит также применяют в качестве камнекристаллических отливок.

Фторфлогопит бесцветен и в тонких слоях прозрачен в ультрафиолетовой, видимой ив инфракрасной областях спектра электромагнитных волн. Добавки в шихту окислов кальция и бария не изменяют цвета и нагревостой-кости, но ускоряют процесс кристаллизации: и сокращают трудоемкость обработки слихков. Вви-ду небольшой гигроскопичности фторфлогопитов, не превышающей 0 16 %, их поверхностное электрическое сопротивление при относительной влажности 65 % находится на уровне 1012 — 1014 Ом. Температурный коэффициент 8Г зависит от химического состава шихты, режима кристаллизации и может быть как положительным, так и отрицательным. Enf фторфлогрпи-тов при испытаниях в трансформаторном масле при толщине пластинок 0 2 мм более 15 МВ / м и растет до 100 — 400 МВ / м с уменьшением, толщины до 0 03 мм.

Фторфлогопит хорошо обрабатывается механическим путем ( режется, штампуется), легко расщепляется на тонкие, толщиной 10 — 20 мкм, листочки, спаивается с металлом, стеклом, керамикой, образуя вакуум-шют-ные спаи, выдерживает резкие перепады температур.

Фторфлогопит получают путем медленной кристаллизации расплава в молибденовых печах сопротивления с водородной защитной средой. Кристаллизацию ведут в герметичных железных тиглях.

Фторфлогопит и стекло измельчаются в шаровых мельницах, перемешиваются в увлажненном состоянии, затем брикетируются и прогреваются при 970 С.

Фторфлогопит расслаивается меньше и расщепляется труднее, чем природные флогопит и мусковит. Гибкость фторфлогопита позволяет обогнуть пластинку толщиной 20 мкм вокруг валика диаметром 9 — 11 мм без повреждений.

Фторфлогопит бесцветен и прозрачен в широком интервале длин волн. Пластинки толщиной до 0 05 мм прозрачны в ультрафиолетовых лучах, в видимой части спектра и в инфракрасных лучах. Прозрачность не теряется после прогрева до 800 С, что связано с высокой химической стойкостью синтетической слюды.

Фторфлогопит может быть применен для изготовления штампованных деталей электронных вакуумных приборов, для армировки чувствительных элементов датчиков температуры, работающих в диапазоне от — 200 до 800 С, а также для ряда деталей с высокой нагревостойкостью, малым газовыделением в вакууме и другими специальными свойствами. Пластинки фторфлогопита допускают штамповку с пробивкой фигурных и круглых отверстий размером от 0 2 мм при ширине перемычек от 0 2 мм.

Фторфлогопиты с легирующими добавками Ti, V расширяют рабочий диапазон температур до 900 1100 С.

Пластины фторфлогопита, прокаленные на воздухе при 900 С в течение 100 ч, не изменили своей прозрачности и гибкости; отсутствуют изменения в массе пластин. Потери массы после 100 ч выдержки при 950 С составляют 1 5 — 10 — 3 мг / см2, причем оптические свойства слюды не изменились.

Зависимость электрической ПРОЧНОСТИ. пр фторфлогопита от температуры.| Зависимость электрических свойств р, tg б, ег фторфлогопита ( 1, 1, 2, 2, мусковита ( 3 и флогопита ( 4 от температуры.

Кристаллы фторфлогопита бесцветны и более прозрачны в широком интервале длин волн, чем мусковит, имеющий максимумы поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра из-за наличия в его структуре железа в степени окисления 3 и гидроксила.

Пластины фторфлогопита, прокаленные на воздухе при 900 С в течение 100 ч, не изменили своей прозрачности и гибкости; отсутствуют изменения в массе пластин. Потери массы после 100 ч выдержки при 950 С составляют 1 5 — 10 — 3 мг / см2, причем оптические свойства слюды не изменились.

Практическое применение

Флогопит практически не используется ювелирами. Он больше подходит для оформления оберегов.

  • Камень активно применяется в хозяйстве и промышленной отрасли. В процессе выветривания происходит его трансформация в вермикулит, который ценится в строительстве.
  • Материал, в котором присутствует минимальное количество железа, подходит для изготовления электротехнических изоляторов.
  • В редких случаях его используют в качестве рудного сырья.
  • Флогопит, измельченный в порошок, является одним из составляющих лаков и покрытий, стекловолоконной массы. Главными преимуществами такого материала считается огнестойкость и привлекательный внешний вид.
  • Пластины большого размера (прозрачные) используется в качестве смотровых стекол в печах высокого плавления.
  • Благодаря термостойкости, флогопит используют в моторостроении. Различные детали изготавливаются с Phlogopite, который позволяет работать приборам в условиях экстремальных температур.
  • Также он ценится коллекционерами. В особенности экземпляры с врастаниями из ценных камней. Хотя образцы не просто рассмотреть невооруженным глазом. Это лучше сделать под микроскопом.
  • Не используется он ювелирами. В редких случаях он выступает поделочным камнем, а обрамлением ему служит кожа, металл. Неплохо смотрится сочетание камня с бисером и яшмой. Очень красиво выглядят экземпляры с объемным рисунком.
  • В сельском хозяйстве из него изготавливают удобрение с добавлением торфа.
  • Служит флогопит декором, его пластины украшают мебель.
  • Учитывая сияние минерала, он успешно задействован и в косметологии, что помогает коже быть свежее и моложе;

Флогопит

Магическое влияние

Об энергетическом влиянии камня на организм и жизнь человека известно мало. Но некоторая информация имеется. Минералы красного цвета помогают в любви, воссоединяют рассорившихся супругов. Такой же силой обладают и серебристые камушки.

  • Бесцветный подойдет бизнесменам и тем, кто пытается открыть свое дело. Минерал в качестве талисмана дарует успех и процветание.
  • Темно-бурые образцы активизируют пассивных людей, наделят их энергией и желанием работать.

Лечебное воздействие

Следуя учениям индийских лекарей, считается, что минерал отлично справляется с воспалениями желудочно-кишечного тракта. Перед использованием Phlogopite прожигают и перетирают. И это можно объяснить тем, что флогопитовая пудра относится к алюмосиликатам, которые отлично зарекомендовали себя в медицине.

Флогопит

Цена

Образцы для коллекционеров обойдутся в 500 рублей за камень в 7 см, который представляет собой пластинчатый агрегат в породе. Отдельные минералы стоят несколько дороже.

Phlogopite в виде порошка взвешивают тоннами, за 1000 килограмм нужно выложить 145 000 рублей. Мировым поставщиком измельченного флогопита считается Китай. Но иркутские производители также не подводят, и качество товара в порошке высоко. К тому же, стоимость его меньше.

Свойства

Минерал еще называют биотитом или магнезиальной слюдой. Несмотря на свою популярность, камень чаще встречается с другими природными компонентами -кальцифиром, ультрабазитом, карбонатитом. Без примесей флогопит не имеет цвета, но такие образцы встречаются редко. Зачастую они составляют тандем с кальцием, марганцем, железом и натрием.

Цветовая гамма Phlogopite с железом образует экземпляры бурого цвета, иногда коричневого. Без него – камни с зеленцой. Бывают и красные, и даже частично окрашенные минералы. Роскошным блеском обладают минералы с бронзовым отливом.

Пластинки легко согнуть, и они отличаются упругостью. Флогопит тугоплавкий материал. Процесс происходит при температуре 1300 градусов.

ОписаниеХарактеристика
СпайностьСовершенная
Цвет чертыБелая
ПрозрачностьПросвечивает
ИзломМинерал эластичен
Твердость3
Удельный вес2.85
СингонияМоноклинная
Типичные примесиMn,Ba,Cr,Na,Ti,Ni,Zn,Ca,Li,Rb,H2O
Молекулярный вес419.25
Максимальное двулучепреломлениеδ = 0.028 — 0.045
ПлеохроизмВидимый
ТипДвухосный (-)
Показатели преломленияnα = 1.530 — 1.573 nβ = 1.557 — 1.617 nγ = 1.558 — 1.618
Параметры ячейкиa = 5.3Å, b = 9.19Å, c = 10.15Å
β = 100.08°

Его можно назвать идеальным изолятором. Но при определенном количестве железа в минерале диэлектрические свойства снижаются. Зачастую, именно прозрачные образцы пользуются спросом в электротехнике.

Химическая формула KMg3[Si3AlO10]·(F,OH)2.

Происхождение

Стоит отметить, что относительно происхождения камня, геологи часто спорят, так как он имеет тройственное происхождение (метаморфическое, метасоматическое, магматическое).

Флогопит

В зависимости от примесей, цветовая гамма флогопита меняется. Но чаще его добывают белого, желтого, сероватого цвета, встречаются и бесцветные экземпляры.

Уникальным явлением считаются двухметровые кристаллы минерала. Ценятся длинные образцы.

Многих коллекционеров привлекает камень своей необычной формой, которая напоминает книгу, страницы которой могут быть квадратными или напоминать параллелограмм.

Очень красиво смотрятся экземпляры с шестиугольной формой. Стоит отметить четырехугольные образцы в районе Мурманска. При этом, слои напоминают пирамиду, каждый из которых больше предыдущего.

Месторождение

На территории Российской Федерации на Кольском полуострове расположено одно из наибольших залежей камня. Месторождение не может похвастаться изобилием пластин, но здесь сосредоточено большое количество призматических агрегатов. Есть участки с флогопитом и в Забайкалье, где минерал расположился в метасоматических пластах. На территории Финляндии происходит добыча минерала, который представляет собой крупные слоистые пласты. В Иркутской области найден экземпляр, вес которого превышает 1000 кг. В Канаде обнаружен уникальный образец весом 100 тонн.

Флогопит

Литература

  • Флогопит //  :  / гл. ред. . — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  • Калинин П. В. Генезис флогопитовых месторождений. В сб.: «Флогопит. месторожд. Слюдянского района». Тр. ВИМС, 1939, вып. 150. \ Слюдянка
  • Коржинский Д. С. Биметасоматические флогопитовые и лазуритовыё месторождения архея Прибайкалья. Тр. Ин-та геолог, наук АН СССР, 1947, вып. 29.
  • Коржинский Д. С. Петрологический анализ флогопитовых и мусковитовых месторождений Восточной Сибири в книге «Слюда», М. — Л., 1937, стр. 93 — 114.
  • Флогопитовые месторождения Слюдянского района. — Тр. ВИМС, вып. 150.
  • Материалы к экспертизе запасов месторождений флогопита Алданского района ЯАССР по состоянию на 1.1.1954 г. — Рукопись. 1955 г. Хранится в ВГФ и ТГФ г. Якутск, геол.управление. 350 стр.
  • Подсчет запасов Тимптонских и Верхне-Эмельджанских месторождений флогопита Алданского района ЯАССР по состоянию на 1.1.1955 г. — Рукопись. Хранится в ВГФ и ТГФ г. Якутск, геолог. управление. 500 стр.

ТЕРМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ СИНТЕТИЧЕСКИХ ФТОРФЛОГОПИТОВ

Масс-спектрометрическим методом определены температуры начала разложения образцов различных синтетических фторфлогопитов (табл. 2.1), состав и давление пара над образцами, температуры начала выделения отдельных компонентов пара . Все образцы исследованы в виде мелкодисперсных фракций (порошков) с размерами частиц 0,4—1 мм, приготовленных путем измельчения пластин синтетических слюд, полученных при спонтанной кристаллизации. Для сравнения исследованы также монокристаллические образцы нормального фторфлогопита в виде пластин диаметром 8 мм, толщиной 30-60 мкм. Наиболее термически стойкими оказались образцы бариевого фторфлогопита, наименее стойкими — образцы нормального фторфлогопита (табл. 2.2).

Таблица 2.1. Некоторые свойства кристаллов синтетических фторфлогопитов

Фторфлогопит

Температура плавления, °С

Плотность,
кг/м3

Цвет

Твердость,
МПа

Нормальный

1375+5

2870

Бесцветный

1360

Титановый

1380 ±5

2870

Сине-голубой

1170

Ванадиевый

1375 ±5

2880

Желто-коричневый

1300

Бариевый

1480+10

3410

Бесцветный

2450

Барий-литиевый

1385 ±5

3100

Желтоватый

1400

Таблица 2.2. Температура, °С, начала появления ионов соответствующих молекулярных форм в масс-спектрах различных слюд

Фторфлогопит

LiF

Na(NaF) KF

BaF

SiF4

Молекулярная AlF з форма не определена

Нормальный

1025 ±25*

Порошки 975 +25 8 60±10**

960±10

975+25 870±10

Титановый

1000*

1050* 900±10**

1000

1000 1000

Ванадиевый

1000*

950* 880±10**

950

950 950

Бариевый

1000*

1050* 1000*

1200

920±10**

1025 ±25 1050

Барий-литневый

900±10

1000 880±10**

1200

900±10

1000 1000

Нормальный

1100*

Пластины 1050* 890±10**

980

* Обусловлены примесями к исходной шихте при синтезе кристаллов. **Температуры начала термического разложения.

Начало разложения нормального фторфлогопита происходит при 860 ±10 С и выделяется калий (К, KF) — межслоевой катион наименее прочно связанный в структуре слюды. Затем при 960±10 °С начинают фиксироваться ионные токи, соответствующие SiF4, выше 950— 1000 °С — токи, соответствующие AlF3 и в незначительном количестве — примесям (Na, NaF, LiF) и неидентифицированным соединениям.
В бариевом фторфлотопите отсутствует калий, а барий более прочно связан в структуре. Его разложение определяется температурой начала выхода SiF4 выше 920 °С. Появление AlF3, примесей калия, натрия, лития фиксируется при температурах выше 1000—1050° С. Барий (BaF2) обнаружен при температуре выше 1200°С.
Таблица 2.3. Давление пара, Па, над образцами в зависимости от температуры

Фторфлогопит

Температура, °С

1000

1100

1200

1300

1500

Бариевый

0,013

0,053

0,133

1,33

40

Титановый

0,093

0,8

4

Ванадиевый

0,27

1,33

9,3

Нормальный

0,53

6,7

26,7

Нормальный

0,04

0,53

6,7

Примечание. Данные приведены для порошка, в последней строке таблицы — для пластины.

Барий-литиевый фторфлогопит начинает диссоциировать практически при той же температуре, что и нормальный фторфлогопит (880 °С), но по суммарному количеству выделяющихся газов с увеличением температуры начинает превосходить его. Несколько меньше суммарное газовыделение у ванадиевого фторфлогопита, а начало разложения также приходится на .880 °С. Еще выше термическая стойкость титанового фторфлогопита: начало диссоциации — около 900 °С, и суммарное количество выделяющихся газов почти на порядок меньше, чем у нормального фторфлогопита. В отличие от порошков термическая стойкость монокристаллических пластин (на примере нормального фторфлогопита) заметно выше (табл. 2.2, 2.3).
Таким образом, исследованные слюды по их термической стойкости (при 1000 °С) можно расположить в ряд, представленный в табл. 2.3. Несмотря на то что по термической стойкости нормальный фторфлогопит уступает приведенным в табл. 2.1 другим фторфлогопитам, промышленное значение пока приобрел именно нормальный фторфлогопит. Поэтому дальнейшие исследования химических и структурных превращений в композициях фторфлогопит — связующее проведены на нормальном фторфлотопите.

Флогопит

Щипаная слюда флогопит делится на три категории нагревостойкости: обычная, нагревостойкая, высоконагревостойкая. Она не должна менять цвет и приобретать остаточное вспучивание после нагрева с последующим охлаждением до температур соответственно 150, 250, 450 С.

Так как флогопит обладает хорошими электроизоляционными свойствами, а полученный материал предполагается использовать в электризоляционных целях, он подвергался испытанию на водо — и влагопоглощение в связи с тем, что гигроскопичность ухудшает и физико-химические, и гигроскопические свойства.

Некоторые свойства мусковита и флогопита.

Мусковит и флогопит легко расщепляются на тонкие, упругие, прочные пластинки, обладающие высокой нагревостойкостью. Слюда практически не стареет

Совокупностью свойств слюды определяется ее важное значение в производстве электроизоляционных материалов, имеющих широкое применение.

Мусковит и флогопит стойки к высоким температурам ( 600 — 1 000 С), электронной бомбардировке и являются негорючими материалами.

Химические свойства, составы по массе, %, мусковита и флогопита.| Кривые вспучивания.

В кристаллах флогопита часто содержится слабо связанная ( межпакетная) вода, которая выделяется в виде пара, преимущественно в интервале температур 100 — 400 С. Межпакетная вода размещается в дефектных местах ( в микропустотах) кристалла в виде локализованных включений разных размеров, которые расположены нерегулярно.

Структура мусковита КА12 ( ОН2 ( пакеты перпендикулярны плоскости рисунка.

В структуре флогопита KMg3 ( OH, F) 2 существуют такие же, как в мусковите, тетраэдрические слои с отношением Al: Si 1: 3, а внутренние слои пакета заняты Mg2 ( бруситовые слои), что делает этот фрагмент структуры похожим на тальк. В межпакетном пространстве находятся крупные ионы калия.

Дифрактограммы минералов слюдита. 1 — слюда. 2 — оливин-пироксеновая порода. з — титаномагнетит.

Удельный вес флогопита 2.71, титаномагнетита — 4.34, оливин-пироксено-вой породы — 2.23. На рис. 3 приведена комплексная термограмма флогопита, извлеченного — из слюдита. Установлено, что на кривой дифференциально-термического анализа при температуре 1100 С заметен очень слабый эндоэффект. Термогравиметрическая кривая показывает удаление высокотемпературной воды при нагревании выше 1000 С в количестве около 2.5 % от веса минерала.

Изменение линейных размеров.

Съемка дифрактограммы флогопита из слюдита, обработанного в течение 1 час. Расслоенный в азотной кислоте флогопит после обжига при температуре от 500 до 1000 С приобретает чрезвычайно красивый золотистый цвет, при этом слюдяной блеск чешуек сохраняется.

Химический состав слюд, % 1270 — 1330 С. Биотит яв.

Щипаная слюда ( флогопит) подразделяется на обычную, нагрево-стойкую и высоконагревостойкую.

Список источников

  • kamneteka.com
  • www.ngpedia.ru
  • howlingpixel.com
  • forca.ru