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銳鈦礦。原圖鏈接 銳鈦礦Anatase是二氧化鈦(TiO 2)的亞穩態 礦物形

式。儘管純淨的材料是無色或白色的,但天然形式的礦物通常會以黑色固體形式出現。TiO 2的另外兩種天然存在的礦物形式是板鈦礦和金紅石。

概述

銳鈦礦通常被發現為小的,分離的,尖銳的晶體,並且像熱力學穩定的金紅石(二氧化鈦中較常見的多晶型物)一樣,在四方晶系中結晶。銳鈦礦在所有溫度壓力下都是亞穩態的,金紅石為平衡多晶型物。然而,由於其較低的表面能,銳鈦礦通常是許多過程中形成的第一個二氧化鈦相,在升高的溫度下會轉變成金紅石[1]儘管銳鈦礦相和金紅石相的對稱度都相同,但是兩種礦物的界面角之間沒有關係,除了在45°和90°的棱柱區。

形狀

銳鈦礦的共同棱錐平行於其完美分裂的表面,在極邊緣上具有一個82°9'的角,相應的金紅石角為56°52½'。由於這種陡峭的金字塔,在1801年勒內·茹斯特·阿羽依評為礦物銳鈦礦-從希臘 anatasis(“擴展”),晶體的垂直軸比金紅石更長。銳鈦礦和金紅石的物理特徵之間還存在其他重要差異:前者的硬度較低(5.5–6 vs. 6–6.5 Mohs),而密度較小(金剛砂的莫氏硬度為5.5–6 vs. 6–6.5 Mohs)比重約為3.9對4.2。銳鈦礦為光學陰性,而金紅石為陽性;它的光澤甚至比金紅石更強烈的金剛烷或金屬金剛烷。

水晶慣性

可以區分銳鈦礦晶體的兩種生長習慣。更常見的是簡單的尖銳雙棱錐,其呈靛藍色至黑色,並具有鋼鐵光澤。這種晶體是在豐富勒布爾杜瓦桑在多芬,它們與石晶,相關的長石和斧石在裂縫花崗岩雲母-片岩。類似的晶體,但具有微觀尺寸,廣泛分佈在沉積岩中,例如砂岩,粘土和板岩,可以通過洗掉粉狀岩石中較輕的成分而將它們分離。銳鈦礦的(101)平面是熱力學最穩定的表面,因此是天然和合成銳鈦礦中暴露最廣泛的面。[2]

第二類晶體具有許多金字塔形的面,並且習慣上通常較平坦或有時呈棱柱形。顏色是蜂蜜黃色至棕色。這種晶體酷似磷釔礦在外觀上,也的確是對應該屬於這一物種很長一段時間,特殊名稱wiserine被應用到它們。它們發生附著在裂縫的牆壁片麻岩中的阿爾卑斯山,在Binnenthal近布里格在廣東瓦萊州,瑞士,是一個著名的地方。銳鈦礦後金紅石的天然存在的假晶型也是已知的。

雖然銳鈦礦不是TiO 2的平衡相,但它在室溫附近是穩定的。在550至約1000°C的溫度下,銳鈦礦轉化為金紅石型。這種轉變的溫度在很大程度上取決於雜質或摻雜劑以及樣品的形態。

合成銳鈦礦

由於其作為半導體的潛在應用,銳鈦礦通常是合成製備的。結晶銳鈦礦可以在實驗室通過化學方法例如溶膠-凝膠法製備。實例包括四氯化鈦(TiCl 4)或乙醇鈦的受控水解。通常在這種合成過程中包括摻雜劑以控制銳鈦礦的形態,電子結構和表面化學。[3]

備用和過時的名稱

這種礦物通常使用的另一個名稱是八面體,它的名稱確實比銳鈦礦更早,並且由於晶體的常見(急性)八面體習性而得名。現在已經過時的其他名稱是來自法國著名地段的oisanite和dauphinite。

視頻

Anatase
銳鈦礦
22a - Anatase (titanium dioxide)
22a-銳鈦礦(二氧化鈦)
ANATASE Titanium Oxide
NAT瀨二氧化鈦

參考資料