Незвичні ефекти стискування кристалічної ґратки внаслідок висушування гідратованого подрібненого кварцу

• Veröffentlicht in: Мінералогічний журнал
• Datum: 2011
• Hauptverfasser: Кушнір, С.В., Яремчук, Я.В.
• Format: Artikel
• Sprache: Ukrainisch
• Veröffentlicht: Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України 2011
• Schlagworte: Мінералогiя
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62954
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Незвичні ефекти стискування кристалічної ґратки внаслідок висушування гідратованого подрібненого кварцу/ С.В. Кушнір, Я.В. Яремчук // Мінералогічний журнал. — 2011. — Т. 33, № 3. — С. 21-27. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.

Показано, що дифрактограми пентаплету кварцу (область d = 136 ÷138 пм) можуть бути використані у дослідженні процесів дегідратації та регідратації тонкозернистого мінералу. У ході ступінчастого висушування гідратованого кварцу до РН₂О ~ 6,7 Па виявлено ефект самочинного стискування його кристалічної ґратки в полосі
 пентаплету за кімнатної температури на ~0,2 %. У присутності парів NH₃ зміщення рефлексів пентаплету (за
 рахунок стискування структури) досягає 0,4 %, а для піків з більшими міжплощинними відстанями — навіть
 0,9 %. Самочинне стискування реалізується важко (вимагає вищої чистоти поверхні кристаликів), але відзначається високою стабільністю ефекту навіть за значення вологості 75 %. Стимульоване аміаком стискування залежить від концентрації NH₃ у газовій фазі й є нестійким уже за РН₂О ~ 1,33 · 10² Па. Запропоновано механізми
 обох видів стискування, що передбачають утворення стискувальних поверхневих сіток з використанням водневих зв’язків O…H і N…H між сусідніми силанольними групами ≡ Si–ОН. Показано, что дифрактограммы пентаплета кварца
 (область d = 136 ÷ 138 пм) могут быть использованы
 для исследования процессов дегидратации и регидратации тонкозернистого минерала. При ступенчатом высушивании гидратированного кварца до РН₂О ~ 6,7 Па
 обнаружен эффект самопроизвольного сжатия его
 кристаллической решетки в полосе пентаплета при
 комнатной температуре на ~0,2 %. В присутствии паров NH₃ смещение рефлексов пентаплета (за счет
 сжатия структуры) может достигнуть 0,4 %, а для пиков с большими межплоскостными расстояниями — даже 0,9. Самовольное сжатие реализуется с трудом
 (требует высшей чистоты поверхности кристалликов),
 но отличается высокой стабильностью эффекта даже
 при 75 %-й влажности. Стимулированное аммиаком
 сжатие зависит от концентрации NH₃ в газовой фазе
 и становится неустойчивым уже при РН₂О ~ 1,33 ×
 × 10² Па. Предложены механизмы обоих видов сжатия, предусматривающих образование стягивающих
 поверхностных сеток с использованием водородных
 связей O…H и N…H между соседними силанольными
 группами ≡ Si–ОН. It is shown that diffractograms of quartz pentaplate (field
 d = 136 ÷138 pm) can be used for studying processes of
 dehydration and rehydration of fine-grained mineral. With
 a stage drying of hydrated quartz up to РН₂О ~ 6.7 Pa it
 was possible to detect the effect of spontaneous compression
 of its crystalline lattice at a room temperature by ~0.2
 %. In the presence of NH₃-vapours the displacement of
 pentaplate reflexes (at the expense of structural compression)
 reaches 0.4 %, and for peaks with great interplanar
 distances — even 0.9 %. Spontaneous compression is realized
 with difficulty (it requires higher purity of crystal surfaces),
 but it differs by a high stability of the effects even
 when humidity is 75 %. Ammonia-stimulated compression
 depends upon the NH₃-concentration in the gaseous
 phase and is unstable already with РН₂О ~ 1.33 · 10² Pa. We
 have proposed the mechanisms of both kinds of compression
 which foresee the formation of joining surface lattices
 with the use of hydrogen links O…H and N…H between
 neighboring groups ≡ Si–ОН.