Glimmer

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 23 juli 2019; kontroller kräver 18 redigeringar .

Glimmer  - en grupp av mineraler - aluminosilikater , med en skiktad struktur och med den allmänna formeln X + Y 2 3+ [Si 4 O 10 ] (OH, F) 2 , mindre ofta X + Y 3 2+ [AlSi 3 O 10 ] (OH, F) 2 , där X är övervägande K, sällan Na, NH4 , Y är vanligtvis Mg, Fe, Al, mindre ofta Ba, Mn, Ca, Ti, Zn, B, V, UO2 .

Glimmer är ett av de vanligaste stenbildande mineralerna av påträngande, metamorfa och sedimentära bergarter , såväl som ett viktigt mineral .

Struktur

Huvudelementet i glimmerstrukturen är ett treskiktspaket av två tetraedriska lager, mellan vilka det finns ett oktaedriskt lager av R2 - katjoner . Två av de sex syreatomerna i oktaedrarna är substituerade med hydroxylgrupper (OH) eller fluor . Paketen är länkade till en kontinuerlig struktur genom K + (eller Na + ) joner med ett koordinationsnummer på 12. Genom antalet oktaedriska katjoner i den kemiska formeln särskiljs dioktaedriska och trioktaedriska glimmer. I den första upptar Al 3+ katjoner två av de tre oktaedrarna, vilket lämnar en tom; Det relativa arrangemanget av de hexagonala cellerna på ytorna på treskiktspaket beror på deras rotation runt c -axeln i olika vinklar , multipler av 60°, i kombination med en förskjutning längs a- och b -axlarna i den elementära cellen . Detta förutbestämmer förekomsten av flera polymorfa modifieringar ( polytyper ) av glimmer, som i regel har monoklinisk symmetri .

Egenskaper

Den skiktade strukturen av glimmer och den svaga kopplingen mellan förpackningarna påverkar dess egenskaper: lamellaritet; mycket perfekt (basal) klyvning ; förmågan att delas i extremt tunna blad som behåller flexibiliteten; elasticitet och styrka. Glimmerkristaller kan tvinna ihop sig enligt "glimmerlagen" med sammanväxtplanet (001) och har ofta pseudohexagonala konturer.

Hårdheten hos glimmer på den mineralogiska skalan är 2,5-3; densitet  - 2770 kg / m³ (muskovit), 2200 kg / m³ (flogopit), 3300 kg / m³ (biotit). Muskovit och flogopit är färglösa och genomskinliga i tunna plattor; nyanser av brunt, rosa, grönt beror på föroreningar av Fe 2+ , Mn 2+ , Cr 2+ och andra joner. Järnglimmer är bruna, bruna, mörkgröna och svarta, beroende på innehållet och förhållandet av Fe 2+ och Fe 3+ .

Glimmer har goda elektriskt isolerande egenskaper .

Klassificering

Beroende på den kemiska sammansättningen särskiljs följande grupper av glimmer:

  1. aluminium glimmer:
    • muskovit KAl2 [ AISi3O10 ] ( OH ) 2 ;
    • paragonit NaAl2 [ AISi3O10 ] ( OH ) 2 ;
  2. magnesiska - järnhaltiga glimmer:
  3. litium glimmer:
    • lepidolit KLi 2-x Al 1+x [Al 2x Si 4-2x Oio ] ( OH, F) 2 ;
    • zinnwaldite KLiFeAl [AISi3O10 ] ( OH , F) 2 ;
    • tainiolit KLiMg2 [ Si4O10 ] ( OH , F) 2 .

Sorter

Det finns vanadin glimmer - roscoelite KV 2 [AISi 3 O 10 ] (OH) 2 , krom glimmer - krom muskovit (eller fuchsit ) och andra. Isomorfa substitutioner är allmänt manifesterade i glimmer: K + är ersatt med Na + , Ca2 + , Ba2 + , Rb + , Cs + och andra joner; Mg2 + och Fe2 + i det oktaedriska skiktet - Li + , Sc2 + , Jn2 + och andra joner; Al 3+ ersätts av V 3+ , Cr 3+ , Ti 4+ , ​​​​Ga 3+ och andra joner.

Isomorfism

I glimmer observeras perfekt isomorfism mellan Mg 2+ och Fe 2+ (kontinuerliga fasta lösningar av flogopit - biotit) och begränsad isomorfism mellan Mg 2+ - Li + och Al 3+ - Li + , samt ett variabelt förhållande av oxid och järn . I tetraedriska skikt kan Si 4+ ersättas med Al 3+ och Fe 3+ -joner kan ersätta tetraedriska Al 3+ ; hydroxylgruppen (OH) ersätts med fluor. Glimmer innehåller ofta olika sällsynta grundämnen (Be, B, Sn, Nb, Ta, Ti, Mo, W, U, Th, Y, TR, Bi) som ingår i form av submikroskopiska spårmineraler: columbite , wolframite , cassiterit , turmalin och andra. När K + ersätts med Ca 2+ bildas mineraler från gruppen skör glimmer - margarit CaAl 2 [Si 2 Al 2 O 10 ] (OH) 2 och andra, hårdare och mindre elastiska än själva glimmer. När mellanskiktskatjoner K + ersätts med H 2 O observeras en övergång till hydromicas, som är huvudkomponenterna i leriga bergarter.

Applikation

Glimmer används som värmebeständigt dielektrikum .

Historik

På grund av sin breda spridning och förmåga att delas till mycket tunna, nästan genomskinliga ark, har glimmer använts sedan urminnes tider. Glimmer var känd i det antika Egypten , Indien , i grekiska och romerska civilisationer, i Kina , bland aztekerna . Den första användningen av glimmer i grottmålning går tillbaka till övre paleolitikum . Glimmer hittades i Solpyramiden vid Teotihuacan [1] .

Senare var glimmer ett mycket vanligt material för tillverkning av fönster. Exempel är fönstren från 1100-talet som hölls i Eremitaget , hålen i vilka var täckta med glimmer; vagn av Peter den store ; lampor för kungarnas storslagna entré i Historiska museet . I gamla lampor fungerade glimmerplattor som fönster för att täcka elden. Mica användes i stor utsträckning för att dekorera det inre utrymmet och dekoration av tempel, samt för att skapa ikoner. Användningen av glimmer i Ryssland sedan 1400-talet bevisas också av arkeologiska platser [2] . MP Alekseev noterade i ett av sina verk att de i England på 1500-talet till och med föredrog rysk glimmer framför engelskt glas [3] . Engelskt glas, vars utbud studerades av Moscow Company , hade ingen konkurrensfördel, enligt översättningen av ryska historiker av de överlevande breven från George Turberville, sekreterare för den engelske ambassadören Thomas Randolph under ambassaden 1568-1569 under Ivan the Hemskt ; Ryska fönster gjorda av glimmer hade ett lågt slutpris, och tillverkningstekniken var extremt enkel och bestod av mycket tunn skärning och sömnad med en tråd som en ram. Turberville jämför glimmer med engelskt glas och drar slutsatsen: "...and glass won't give you the best light" [4] .

Det mest intressanta och vackra sättet att använda glimmer är dess användning i stansjärn i det antika nordryska hantverket, omfattande utvecklat under 1600-1700-talen i Veliky Ustyug . De finaste genombrutna mönstren täckte "teremki" - kistor för förvaring av tyger, kläder, olika värdesaker och affärspapper. Träbasen täcktes med tyg eller läder, täcktes med glimmer och genombrutna järnplåtar stoppades ovanpå. Färgade figurer och skimrande glimmer livade upp den strama grafiken i utskurna mönster. Vid skeppsbyggnad användes glimmer på krigsfartyg i hyttventiler.

Användningen av glimmer i modern teknik

Det finns tre typer av industriell glimmer:

Industriella avlagringar av arkglimmer ( muskovit och phlogopite ) av hög kvalitet med perfekta kristaller av stora storlekar är sällsynta. Stora muskovitkristaller finns i granitiska pegmatiter (Mamsko-Chuysky-distriktet i Irkutsk-regionen , Chupa, Loukhsky-regionen i Karelen , Ensko-Kolsky-regionen i Murmansk-regionen , såväl som fyndigheter i Indien , Brasilien , USA ). Flogopitavlagringar är begränsade till massiv av ultrabasiska och alkaliska bergarter ( Kovdorskoye på Kolahalvön ) eller till djupt omvandlade prekambriska bergarter av primär karbonat ( dolomit ) sammansättning (Aldan glimmerbärande region i Yakutia , Slyudyansky-regionen på Baikal ), samt till , gnejsar ( Kanada och Madagaskar ).

Muskovit och flogopit används som ett högkvalitativt elektriskt isoleringsmaterial inom el- , radio- och flygteknik . Ett annat industrimineral av litiummalmer  , lepidolit ,  används i glasindustrin för tillverkning av speciella optiska glas .

Glimmer används för att skapa entréfönstren till vissa geigerräknare , eftersom en mycket tunn platta av glimmer med en tjocklek på 0,01 - 0,001 mm är tillräckligt tunn för att inte fånga in lågenergisk joniserande strålning, och samtidigt stark nog .

Fint glimmer och skrot används som elektriskt isoleringsmaterial (till exempel glimmerpapper). Bränd expanderad vermikulit används som ett brandbeständigt isoleringsmaterial, ett betongfyllmedel för att erhålla värme- och ljudisolerade material och värmare, för värmeisolering av ugnar.

Glimmerformade stansade delar används för höghållfast elektrisk isolering av strömkällor, för elektrisk isolering och infästning av invändiga beslag i elektroniska apparater, för fastsättning och isolering av invändiga beslag av elektroniska subminiatyrlampor. Det vanligaste felet i en mikrovågsugn (mikrovågsugn) brinner, skada på skyddspackningen. I de flesta mikrovågsugnar installeras packningen som skyddar vågledaren i en speciell "ficka" och fixeras med en skruv.

Tillämpningar av glimmer för design och restaurering

Restaurerings- och restaureringsarbeten innebär ett oerhört viktigt, ofta avgörande ögonblick - användningen av historiskt tillförlitliga material som ursprungligen användes och som sedan förlorades eller skadades. Vid restaurering av konst- och hantverksföremål, till exempel vid inläggning av föremål av ben eller dyrt trä, används glimmer tillsammans med pärlemor, folie.

För närvarande används glimmer vid konstruktion av yachter; glimmerplattor används också i stor utsträckning som material för design. Så, glimmer används för eldstadsskärmar, skapar en dekorativ effekt och skyddar samtidigt mot höga temperaturer (på grund av värmeisolerande egenskaper); används i målning av målat glas och glimmer; används i smycken som grund och som ett inslag i smycken.

Mica mining

Glimmer bryts med metoder under jord eller dagbrott med borrning och sprängning. Glimmerkristaller väljs från bergmassan för hand. Metoder för industriell syntes av glimmer har utvecklats. Stora ark som erhålls genom limning av glimmerplattor (micanites) används som ett högkvalitativt elektriskt och termiskt isoleringsmaterial. Från skrot och småglimmer erhålls mald glimmer som konsumeras inom bygg-, cement- , gummiindustrin , vid tillverkning av färger , plaster och så vidare. Fin glimmer används särskilt ofta i USA . I början av 2010-talet gick omkring 60 % av världens glimmerexport till Indien (det huvudsakliga gruvområdet i delstaten Andhra Pradesh , där glimmerbältet är 100 km långt och 25 km brett) [5] .

Den globala förbrukningsvolymen av arkglimmer uppskattas till 6 tusen ton per år, mald glimmer 300 tusen ton per år. Marknadsvolymen är 140...150 miljoner US-dollar. [6] I början av 2000-talet översteg priserna för arkglimmer inte 30 US-dollar per kilogram, och för mald glimmer - mindre än 2 dollar per kg.

I Ryssland

Glimmer som ersättning för glas har blivit utbredd sedan det antika Rysslands tid [7] [8] [9] [10] . Den huvudsakliga källan till glimmer var Keretsky volost, nu Loukhsky-distriktet i Republiken Karelen , området i byn Chupa . På 1700-talet bröts här upp till ett halvt ton glimmer per år. Glimmer exporterades aktivt till Europa, där det kallades Moskvaglas eller muskovit ( lat.  Vitrum Moscoviticum ). Historiska verk upp till 120 meter långa och upp till 80 meter djupa har hittats i närheten av sjöarna Loukh och Pulong. Flogopitglimmer började brytas i Baikal-regionen ( Slyudyanskoye-fyndigheten ) på 1600-talet. I början av 1700-talet blev Irkutsk-regionen en av de största centra för utvinning av högkvalitativ muskovitglimmer. På 1700-talet började glimmerbrytningen i Ural.

Med spridningen av fönsterglas började produktionen av glimmer att falla. [7] I slutet av 1800-talet hade Ryssland nästan helt stoppat glimmerbrytningen. Men under 1900-talet öppnades nya användningsområden för glimmer, främst som en högkvalitativ isolator inom elektroteknik och elektronik, vid tillverkning av eldfasta byggmaterial. Sedan 1930-talet har Sovjetunionen blivit en av världens ledande inom glimmerbrytning. Men i slutet av 1900-talet förlorade glimmer igen sin industriella betydelse på grund av industrins övergång till nya el- och byggmaterial. Med Sovjetunionens kollaps tappar glimmerindustrin marknader, företag stängs massivt eller omprofileras. Ändå har enskilda företag behållit glimmerproduktionen, till exempel Glimmerfabriken i St. Petersburg , brytning och bearbetning utförs vid Mamsko-Chuyskoye-fyndigheten [11] och av Kovdorslyuda- företaget .

Anteckningar

  1. ↑ Garrett G. Fagan . Arkeologiska fantasier: Hur pseudoarkeologi förvränger det förflutna och vilseleder  allmänheten . - New York: Routledge , 2006. - P. 102. - ISBN 0415305934 .
  2. ↑ Rabinovich M. G. Om det antika Moskva. Uppsatser om stadsbornas materiella kultur och liv under 1000-1500-talen. — M .: Nauka , 1964. — S. 243.
  3. ↑ Alekseev M. P. Shakespeare och den ryska staten under XVI-XVII-talen. // Shakespeare och rysk kultur. - M. - L . : Nauka, 1965. - S. 785.
  4. ↑ Bilaga II // Jerome Horsey . Anteckningar om Ryssland. XVI - början av XVII-talet. / Ed. V. L. Yanina ; Per. och komp. A. A. Sevastyanova . - M . : Publishing House of Moscow State University , 1990. - S. 245-255. — 100 000 exemplar.  - ISBN 5-211-00291-1 .
  5. ↑ Serebryanik I. A.  Indisk glimmer: ett lysande förflutet och en oklar framtid // Teoretisk och tillämpad vetenskap. - 2015. - Nr 5 (25). - s. 5.
  6. ↑ Världs- och ryska marknaden för glimmer
  7. ↑ 1 2 Historia om användningen av glimmer
  8. ↑ Knyazhitskaya T. V. "Fönster till det förflutna". Gamla ryska fönster - ett glömt arv från en svunnen kultur // Journal "Museum World", juli 2011 - s. 50-54.
  9. ↑ VITRUM MOSCOVITIKUM
  10. ↑ AKTUELLT TILLSTÅND I MICA-REGIONEN. PROBLEM OCH UTSIKTER
  11. ↑ OM FÖRETAGET "SIBERIAN MINERALS"

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger