河南卢氏锂电气石及红外辐射性能研究

论文摘要

电气石因其具有自发极化性、热释电性、压电性、介电性、红外辐射和释放负离子等特性而引起人们的重视。不同产地的电气石从外观形貌到内部晶体结构、化学组成都存在较大差异,本文通过红外光谱测试、X射线粉晶衍射分析、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、化学全分析、差热分析、压电性和介电性测试、红外辐射率测试等手段,对河南卢氏电气石的晶体结构、形态特征、矿物组成、化学成分、应用性能及加热过程中的变化等进行系统研究,并与河北阜平镁电气石和云南高黎贡山锂电气石等做对比分析,归纳总结了他们在化学成分和应用性能方面的差异,为河南卢氏电气石的开发应用提供可行的依据。河南卢氏锂电气石的主要成分为SiO2 46.44%,Al2O3 47.53%,其次为NaO 2.17%,只含有微量的Ca,且含有大量的Li元素,锂元素含量达0.9119%,其次为Pb,Ga,Sr。在镁铁含量都相对较小河南和云南两地锂电气石中,云南锂电气石的氧化铁含量在3%左右,远远高于河南卢氏的锂电气石（0.031%）,二者铁含量的不同对锂电气石熔点产生一定影响,铁含量高的熔点低。实验表明,电气石晶体两端的压电性要强于柱面,压电性:镁电气石>锂电气石。电气石属于低介电常数的材料,介电常数在3000HZ—8000HZ之间表现最稳定,之后随着频率的增加,介电常数呈小幅度减小;介电常数的变化范围为4-10（×10-12pf/cm）之间,并且∥C轴方向的介电常数大于⊥C轴方向。河南卢氏锂电气石平均最大介电常数为9.96×10-12pf/cm。电气石红外吸收带对应的波长为9--10μm,与人体的吸收波长（9.53μm -9.47μm）符合较好。相同温度下不同种属的电气石红外发射率为河北镁电气石最大88%。粒径较小的电气石比表面积大,红外发射率高。其中锂电气石最高为87%。经过不同温度处理后,在800 oC以前,随着温度的升高,河南卢氏锂电气石的红外辐射率减小,最小至83%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 电气石的开发研究历史与现状
• 1.2.1 早期对电气石特性的认识
• 1.2.2 电气石的研究现状
• 1.3 主要内容与科学问题
• 1.4 工作量
• 第二章 实验所用样品的来源及产状
• 2.1 河南省卢氏县官坡矿区电气石
• 2.1.1 矿区地质特征
• 2.1.2 实验样品特征
• 2.2 用于对比研究的其他矿区电气石
• 2.2.1 云南高黎贡山锂电气石
• 2.2.2 河北阜平镁电气石
• 2.2.3 江西赣州铁电气石
• 2.3 试验样品特征总结
• 第三章 河南卢氏锂电气石的矿物学特征
• 3.1 电气石的化学成分及晶体结构
• 3.1.1 电气石的化学成分
• 3.1.2 电气石晶体结构
• 3.2 实验样品化学成分分析
• 3.2.1 X 射线荧光光谱法测试主量元素
• 3.2.2 微量元素分析
• 3.3 实验样品粉晶 X 衍射分析
• 3.4 差热分析（DTA）
• 3.5 红外光谱测试
• 3.6 电气石的压电性测试
• 3.7 电气石的介电性测试
• 3.8 本章小结
• 第四章 电气石的红外辐射特性研究
• 4.1 红外辐射的基本原理
• 4.2 红外辐射所遵循的三大定律
• 4.3 电气石远红外发射率研究实验
• 4.3.1 不同种属电气石在不同温度下红外发射率测试
• 4.3.2 不同粒度锂电气石在不同温度下的红外发射率
• 4.3.3 不同温度下热处理电气石红外法向发射率测试
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢