礦物性質(zhì)和礦物材料習(xí)題集

1、礦物性質(zhì)與礦物材料習(xí)題集1、體積電阻和體積電阻系數(shù)電流通過(guò)絕緣體所碰到的阻力稱(chēng)作體積電阻。體積電阻系數(shù)等于電流通過(guò)邊長(zhǎng)為1cm的正方形絕緣體的相對(duì)應(yīng)的兩面所產(chǎn)生的電阻。一般固體和液體絕緣材料的體積電阻系數(shù)約為1081010cm至10161018cm。體積電阻越大，材料的絕緣性能越好。2、簡(jiǎn)述礦物材料研究?jī)?nèi)容以研究非金屬礦物與巖石為對(duì)象，以研究礦物本身的應(yīng)用為目的，以礦物的本質(zhì)-化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)為依據(jù)，研究礦物的物化性質(zhì)及其與成分、結(jié)構(gòu)的關(guān)系和產(chǎn)生機(jī)理，探討礦物性能的應(yīng)用和優(yōu)化，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，使礦物得到充分開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。3、電擊穿，電擊穿強(qiáng)度和擊穿電壓當(dāng)外施電壓增高并達(dá)到某一極限值時(shí)，電介質(zhì)即喪

2、失其絕緣性能，這一現(xiàn)象稱(chēng)作電擊穿。絕緣材料被擊穿瞬間所施加的最高電壓稱(chēng)為擊穿電壓(u0)。絕緣材料抵抗電擊穿的能力稱(chēng)作電擊穿強(qiáng)度(或介電強(qiáng)度)(e0)，單位為kvmm。4、表面電阻和表面電阻系數(shù)5、介電常數(shù)(電容率)介電常數(shù)表征電容器(兩極板間)在有電介質(zhì)時(shí)的電容（）與在真空狀態(tài)(無(wú)電介質(zhì))下的電容（0）的比（r）。表征不導(dǎo)電礦物（電介質(zhì)）或?qū)щ娦匀醯牡V物在外加電場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電荷的特點(diǎn)。6、金剛石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、金剛石的晶體結(jié)構(gòu)屬等軸晶系，a0=3.56a，z8；、碳原子占據(jù)晶胞的角頂、面心和相間的1/8晶胞的小立方體的中心，為四面體配位；、每個(gè)碳原子與相鄰的四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵結(jié)合；、鍵長(zhǎng)：c-

3、c=1.542a；鍵角：c-c-c=10928。7、金剛石分類(lèi)金剛石根據(jù)其含氮量、紅外和紫外吸收光譜特征，劃分為i型、型和混合型三大類(lèi)。i型金剛石：含有一定量的氮（1024原子/m3），對(duì)波長(zhǎng)330 nm的紫外輻射、710m的紅外輻射強(qiáng)烈吸收；ia型：含氮較多(0.10.23)，是天然金剛石中最常見(jiàn)類(lèi)型，約占天然金剛石總量的98。它又可分為iaa和iab型。iaa型：所含的氮以雙原子氮為主，還有聚合形式的氮，個(gè)別含單原子氮。其特征為：紅外光譜出現(xiàn)由雙原氮引起的1282cm-1吸收譜帶，紫外為270nm次吸收邊，及n5n8系。iaa型是最常見(jiàn)的金剛石類(lèi)型，我國(guó)此型數(shù)量最多。iab型：所含的氮為多

4、原子氮、片晶氮和三原子氮，以多原子氮為主，還含有數(shù)量不等的雙原子氮，但無(wú)單原子氮。其特征為：多原子氮所引起的1175cm-1紅外吸收，片晶氮引起的1370cm-1紅外吸收，紫外n9系、n3系及260280nm的線系。iab也是較常見(jiàn)的金剛石類(lèi)型。ib型：含有少量的氮，且主要是單原子氮。氮代碳出現(xiàn)一個(gè)未成對(duì)的電子，旋轉(zhuǎn)于氮碳之間，產(chǎn)生順磁共振效應(yīng)。因此，ib型金剛石的特征是順磁共振譜為單氮訊號(hào)，紅外光譜為1130cm-1吸收帶，紫外為400nm的吸收邊。型金剛石：幾乎不含氮（0.001，或1024原子/m3，透過(guò)紫外輻射至225 nm，對(duì)710m的紅外輻射不吸收。分a型和b型。a型：含氮極少。有

5、良好的導(dǎo)熱性。其特征是：紅外光譜在14001100cm-1范圍內(nèi)幾乎無(wú)吸收，紫外光譜為230nm的基吸收邊。b型：比a 型含氮更低，幾乎不含氮。它含微量硼（受主心），故為p型半導(dǎo)體。混合型：一個(gè)金剛石晶體內(nèi)，存在兩種以上金剛石類(lèi)型分區(qū)共存，而且在形貌圖象上可見(jiàn)兩者分區(qū)分布，這種金剛石稱(chēng)為混合型。8、石墨晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)層狀結(jié)構(gòu)：碳原子組成六方網(wǎng)層，根據(jù)層的疊置層序和重復(fù)周期分為兩種類(lèi)型：2h型：兩層為一個(gè)重復(fù)周期，即abab重復(fù)，a0=2.462a，c0=6.70a；3r型：三層為一個(gè)重復(fù)周期，即abcabc 重復(fù)，a0=2.46a，c0=10.06a。層內(nèi)原子間距1.42a，層間距3.35a。層

6、內(nèi)原子作六方環(huán)狀排列，碳原子為三配位，碳原子的外層電子構(gòu)型為s2p2，雜化作sp3，每個(gè)碳原子以一個(gè)s電子和兩個(gè)p電子與其周?chē)娜齻€(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，而另一個(gè)具有活動(dòng)性的p電子則形成大鍵，從而使晶體具有一定的金屬性。層內(nèi)具有極強(qiáng)的結(jié)合力，層間巨大的間距形成弱鍵合作用，由此構(gòu)成了石墨結(jié)構(gòu)突出的特點(diǎn)，并決定了石墨許多特殊的性能。9、石墨的分類(lèi)石墨的結(jié)晶狀態(tài)影響到它的工藝性能。因此，工業(yè)上首先根據(jù)石墨的結(jié)晶程度將其分為兩類(lèi)：一類(lèi)為晶質(zhì)石墨，呈鱗片狀或塊狀，晶體0.001 mm(1m)，可用肉眼或顯微鏡辨識(shí)其晶形；一類(lèi)為隱晶質(zhì)石墨，晶體細(xì)小，顯微鏡下難以辨識(shí)其晶形，又稱(chēng)無(wú)定形石墨或土狀石墨。10、敘述

7、石墨的主要性質(zhì)和用途1）石墨的物化性能巨大的層間距及弱鍵導(dǎo)致了石墨的片狀形態(tài)和0001極完全解理、低硬度12(但垂直解理為35)、潤(rùn)滑、可塑、低密度(2.12.3gcm3)；晶格的金屬性使石墨呈金屬色(鐵黑鋼灰)、金屬光澤、不透明、良導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；成分和堅(jiān)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)層使石墨具有化學(xué)穩(wěn)定性和耐高溫等等。下面就石墨的幾個(gè)主要工藝性能作一些具體說(shuō)明。耐高溫性：石墨系碳的高溫變體。它是目前已知的最耐高溫的材料之一。它的熔點(diǎn)高達(dá)3850，于4500才氣化。7000的超高溫電弧下加熱10秒鐘，石墨的重量損失為0.8，剛玉為6.913.7，而極耐高溫的金屬12.9。在2500時(shí)石墨的強(qiáng)度反而比室溫時(shí)提高一倍

8、。導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能：石墨的導(dǎo)電性約為一般非金屬的100倍，碳素鋼的2倍，鋁的33.5倍。若將石墨定向排列，加溫、加壓而制成定向石墨，其順導(dǎo)電性約為反向?qū)щ娦缘?000倍，據(jù)此可制成各種半導(dǎo)體材料和高導(dǎo)電性材料。石墨的導(dǎo)熱性能超過(guò)了鋼、鐵、鋁，且具異常導(dǎo)熱性，即導(dǎo)熱率隨溫度的升高而降低，在極高的溫度下則趨于絕熱。穩(wěn)定性：石墨在常溫下表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性，它不受任何強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。但在500時(shí)開(kāi)始氧化，700時(shí)水蒸氣可對(duì)其產(chǎn)生侵蝕，900時(shí)co2也能對(duì)其產(chǎn)生侵蝕作用。石墨的熱穩(wěn)定性也好，膨脹系數(shù)小(1.210-6)，故在高溫下能經(jīng)受溫度的劇烈變化而不破壞，其體積變化也不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋

9、。潤(rùn)滑性：石墨具有良好的潤(rùn)滑性能，其摩擦系數(shù)在潤(rùn)滑介質(zhì)中小于0.1。鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤(rùn)滑性能越好?？伤苄裕菏烧钩杀≈?.2m的透光透氣薄片；而高強(qiáng)度石墨甚至連金剛石刀具都難以加工。吸熱性和散熱性：石墨有良好的吸熱性能，每kg可以吸收(2.969.211)107j的熱量，而金屬材料每kg的吸熱量為4.061107j；石墨的散熱性能則幾乎與金屬一樣好。涂敷性：石墨可涂抹固體，形成薄膜，當(dāng)其顆粒小到510m時(shí)粘附力更強(qiáng)。此外，石墨在原子反應(yīng)堆中還有良好的中子減速性能。2）應(yīng)用冶金工業(yè)：冶金工業(yè)是石墨的最大消費(fèi)領(lǐng)域。主要用于石墨坩堝，鑄造模面和耐火磚，也用來(lái)做煉鋼的增碳劑。其中前兩者各約占

10、石墨總用量的1/3。在機(jī)械工業(yè)中：一般的潤(rùn)滑油不能適應(yīng)高速，高溫和高壓的要求，而石墨作潤(rùn)滑劑可以在-2002000的溫度和極高的滑動(dòng)速度的環(huán)境下使用。石墨潤(rùn)滑劑可為水劑膠體、油劑膠體或粉劑?；瘜W(xué)工業(yè)：利用石墨具抗酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕性能，制作器皿、管件、閥門(mén)和襯砌材料(如熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、酸洗槽等，可耐各種腐蝕性氣體和液體的腐蝕) ，廣泛用于石油、化工、濕法冶金等部門(mén)電氣工業(yè)：石墨主要用于制作電極、電刷，電池及電影機(jī)、探照燈發(fā)光用的電碳棒與焊接發(fā)熱用的碳精棒、電爐用的碳管等；在電器工業(yè)中，廣泛采用石墨作電極、電刷、電棒、炭管以及電視機(jī)顯像管和真空管的涂料(膠體石墨乳)等。輕工業(yè)：利用

11、石墨作玻璃、造紙的拋光劑；油漆、油墨、橡膠、塑料的填料、導(dǎo)電填料和補(bǔ)強(qiáng)填料等；鉛筆芯；金屬防腐涂料；密封材料(用柔性(膨脹)石墨作離心泵、水輪機(jī)、汽輪機(jī)和輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備的活塞環(huán)墊圈、密封圈、轎車(chē)的汽缸墊等。國(guó)防工業(yè)：高碳石墨(高純度，高密度)在人造衛(wèi)星、火箭、飛機(jī)、潛艇、導(dǎo)致輸電線路短路的石墨炸彈等方面均得到應(yīng)用，是國(guó)防工業(yè)的重要材料。防輻射材料：在核反應(yīng)堆中，中子和原子反應(yīng)堆的減速劑；防原子輻射和核輻射的外殼以及火箭的噴嘴、導(dǎo)彈的鼻錐、宇航設(shè)備零件、隔熱材料、防射線材料等。柔性石墨制品：柔性石墨又稱(chēng)膨脹石墨，是一種新的石墨制品。美國(guó)研究成功柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門(mén)泄漏問(wèn)題，隨后

12、德、日、法也開(kāi)始研制生產(chǎn)。柔性石墨除具有天然石墨所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性，是一種理想的密封材料。石墨取代銅：20世紀(jì)60年代，銅作為電極材料被廣泛應(yīng)用，使用率約占90，石墨僅有10左右；21世紀(jì)，越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)始選擇石墨作為電極材料。在歐洲，超過(guò)90以上的電極材料是石墨。石墨烯：2008年8月報(bào)道:科學(xué)家最近研究發(fā)現(xiàn)，石墨中一種叫做石墨烯的二維碳原子晶體，比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。11、剛玉的化學(xué)組成剛玉的化學(xué)式：a12o3；剛玉中常含微量雜質(zhì)主要有：cr、ti、fe、fe、mn、v等雜質(zhì)元素，以類(lèi)質(zhì)同象形式代替a1，或以機(jī)械混入物的形式存在于剛玉晶

13、體中。12、剛玉晶體結(jié)構(gòu)剛玉晶體結(jié)構(gòu)是o2-作六方最緊密堆積；a13+充填在2/3的八面體空隙，alo6八面體共棱聯(lián)結(jié)，形成垂直三次軸的層；平行c軸方向，二個(gè)實(shí)心八面體與一個(gè)空心八面體交互排列13、石英的化學(xué)組成純凈的石英sio2通常近于100%。石英中常見(jiàn)有：fe、mg、al、ca、li、na、k、ge、b等雜質(zhì)元素，多以類(lèi)質(zhì)同象的形式代替si。al3+代si4+引起電荷不平衡，導(dǎo)致半徑較小的li+或na+進(jìn)入結(jié)構(gòu)空隙，以平衡電荷。14、石英晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)石英基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧四面體，sio4四面體以4個(gè)角頂與相鄰四面體聯(lián)結(jié)，形成架狀結(jié)構(gòu)。鍵角：si-o-si=144、鍵長(zhǎng)：si-o1.579

14、a和1.617a，o-o2.504a和2.640a。石英在結(jié)構(gòu)上有左形和右形之分。結(jié)構(gòu)上的左形和右形，相當(dāng)于形態(tài)、物性上所指的右形與左形，這兩種形態(tài)的概念是相反的。15、試述石英的性質(zhì)與用途1)石英的性質(zhì) 顏色：石英一般透明無(wú)，由于石英中含有大量微細(xì)空洞或氣泡等缺陷，導(dǎo)致對(duì)光產(chǎn)生散射作用，使石英常呈白色、乳白色、灰白色等；石英中含有其他元素時(shí)可呈紫色、黃色、玫瑰色、茶色、煙色或黑色等。光澤：玻璃光澤。折射率：在常光下n0=l.544，在非常光下ne=1.553。對(duì)光的透過(guò)性：石英對(duì)一切可見(jiàn)光都具有高度的透光度，石英在紫外光下比大多數(shù)結(jié)晶物質(zhì)、玻璃、液體等更透明；水晶對(duì)由紅外紫外光波都有良好的透

15、過(guò)率。沿光軸方向，對(duì)1000550nm光波波段，每厘米厚的透過(guò)率約為90以上，在550250nm光波波段的透過(guò)率約為8590，250220nm，約在5080。因此它是制造紫外光譜儀棱鏡和透鏡的理想材料。密度：2649 kg/m3，莫氏硬度：7，貝殼狀斷口，一般很難看到解理，玻璃光澤。熔點(diǎn)：1713。熱膨脹系數(shù)：石英線膨脹系數(shù)具有各向異性，垂直c軸方向比平行c軸方向的膨脹系數(shù)大。 導(dǎo)熱系數(shù)：明顯的各向異性，平行c軸方向的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于垂直c軸方向的導(dǎo)熱導(dǎo)電性： 石英具有很高的的電阻率（.cm) ，是一種絕緣材料。壓電性：石英在一定方向受機(jī)械應(yīng)力作用時(shí)，在其表面上能夠產(chǎn)生電荷的特性。熱電性：溫度改

16、變時(shí)，在石英表面能夠產(chǎn)生產(chǎn)生負(fù)電荷的性質(zhì)。溶解性：石英不溶于hcl、hno3、h2so4；能立即被hf或溫?zé)岬膎h4hf溶解；在常溫下能被堿溶液慢慢侵蝕；在升高溫度和壓力，并置于密閉的容器中，可被naoh、k2co3、na2so4或na2b4o7等堿性溶液強(qiáng)烈侵蝕。2)石英的用途壓電石英廣泛地應(yīng)用于電子技術(shù)和超聲波技術(shù)上。制造諧振器、濾波器和回聲探測(cè)器、壓電傳感器等儀器。光學(xué)水晶主要用于制造石英折射儀、紅外線分析儀器、光譜儀、攝譜儀等。熔煉水晶主要是用于生產(chǎn)特種透明石英玻璃的原料。硅質(zhì)原料廣泛用于冶金、化工、建材、磨料、耐火材料等部門(mén)，其中玻璃業(yè)消費(fèi)量最大，鑄造業(yè)次之。玻璃工業(yè)：在玻璃工業(yè)中，

17、石英砂是制造玻璃的主要原料。鑄造業(yè)： 在鑄造工業(yè)中，石英砂主要用于配制鑄鋼件用的型砂，由于其耐火度高達(dá)1713，能經(jīng)受長(zhǎng)期高溫，適用于大型鑄件。耐火材料：硅質(zhì)原料用來(lái)制硅磚，硅磚廣泛應(yīng)用于冶金、玻璃、煉焦業(yè)的砌爐材料。冶金工業(yè)：用硅質(zhì)原料作熔劑，制硅鋁和硅鐵。其它：利用其耐酸性，作硫酸塔的充填物；過(guò)濾砂用于自來(lái)水過(guò)濾、磨料用砂、陶瓷釉藥用砂、水泥用砂等。做橡膠、塑料、油漆涂料填料，做電子、電器絕緣材料等光導(dǎo)纖維、石英玻璃、人造水晶等。16、白云母的化學(xué)組成白云母化分式：kal2alsi3o10(oh)2；理論成分（）：k2o 11.8、al2o338.5、sio245.2、h2o 4.5；云母

18、中常見(jiàn)的混入物有：ba、na、rb、fe、cr、v、mg、li、ca、f等，大多數(shù)是以類(lèi)質(zhì)同象代替，形成云母變種。17、云母的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)云母的結(jié)構(gòu)是由呈八面體配位的陽(yáng)離子層夾在兩個(gè)（si，al）o4四面體網(wǎng)層組成的基本結(jié)構(gòu)單元層（2：1型結(jié)構(gòu)）。（si，al）o4四面體共三個(gè)角頂連成六方網(wǎng)狀，四面體活性氧朝向一邊，oh位于六方網(wǎng)層的中央，與活性氧位于同一平面上。兩層六方網(wǎng)層活性氧的指向相對(duì)，并沿100方向位移a/3（約1.7a），使兩層的活性氧和oh呈最緊密堆積，其間形成的空隙為al、mg、fe等離子充填。六方網(wǎng)層中的si有1/4為al代替，結(jié)構(gòu)層內(nèi)出現(xiàn)剩余電荷，由結(jié)構(gòu)層之間的較大的陽(yáng)離子（

19、如k）來(lái)平衡電荷。白云母是2m1型，即相鄰云母結(jié)構(gòu)層為120和240，120和60兩種位移方式，重復(fù)層數(shù)均為2，都屬單斜對(duì)稱(chēng)；白云母晶體結(jié)構(gòu)中的平均原子間距為：k-o(12)=3.10a、al-(o，oh)（6）=1.95a、si-o（4）=1.65a。18、硅灰石的化學(xué)組成化學(xué)式：casio3（或ca3si3o9），理論化學(xué)組成為：cao 48.3，sio2 51.7。硅灰石中常有少量的fe2+、mn2+、mg2+(偶見(jiàn)k+、na+)代ca2+、a13+、fe3+，偶見(jiàn)ti4+代si4+。19、硅灰石晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)硅灰石是一單鏈結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如：在-casio3中，鈣為六次配位與氧形成鈣氧八

20、面體cao6，鈣氧八面體共邊形成鏈，三個(gè)鈣氧八面體鏈形成帶。硅以四次配位與氧形成硅氧四面體sio4，硅氧四面體共頂形成鏈，鏈結(jié)構(gòu)是以?xún)蓚€(gè)對(duì)頂連接的硅氧四面體基團(tuán)si2o7與一個(gè)硅氧四面體組成，兩個(gè)鏈形成帶。硅氧帶中的硅氧四面體sio4與鈣氧帶中的鈣氧八面體cao6以棱相連；或鈣氧八面體帶和硅氧四面體帶的延長(zhǎng)方向都平行b軸，相鄰的鈣氧八面體cao6和硅氧四面體sio4沿b軸方向錯(cuò)動(dòng)b/4，沿c軸方向錯(cuò)動(dòng)0.11c，因此產(chǎn)生了具有三斜對(duì)稱(chēng)的tc型硅灰石結(jié)構(gòu)。鍵長(zhǎng)：si-o=1.521.64a，ca-o=2.322.40a。鈣氧八面體cao6的棱長(zhǎng)：3.7a，硅氧雙四面體si2o7當(dāng)si-o-si為

21、一直線時(shí)，高約4.14.2a。由2個(gè)cao6八面體和3個(gè)sio4四面體組成-casio3的基本結(jié)構(gòu)單元。在鈣氧八面體鏈與硅氧四面體鏈的結(jié)合中，為了使3個(gè)sio4四面體與2個(gè)cao6八面體相適應(yīng)，si2o7雙四面si-o-si產(chǎn)生彎曲。20、高嶺石理論化學(xué)組成理論化學(xué)式為：al4si2o5(oh)4，理論化學(xué)成分為：sio2 46.54%、al2o3 39.50%、h2o 13.96%；高嶺石族礦物的化學(xué)成分比較簡(jiǎn)單。只有少量的mg、fe、cr、cu代替八面體中的al；偶爾有a1、fe代替si。21、高嶺石結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)單元層：由一個(gè)sio4“硅氧四面體片”與一個(gè)al（o、oh）“鋁氫氧八面體片”

22、連接構(gòu)成高嶺石的基本結(jié)構(gòu)單元層；層堆垛形式：由高嶺石結(jié)構(gòu)單元層堆垛而成，兩層之間錯(cuò)動(dòng)a/3；層間物：高嶺石層間無(wú)水分子或陽(yáng)離子充填；鍵性：高嶺石為多鍵型礦物，si-o為共價(jià)鍵，邊緣為氧原子；al-o，al-oh為離子鍵，邊緣為氫氧基團(tuán)；層內(nèi)的鍵力較強(qiáng)，層間鍵力較弱，層間具有可剝分性。22、高嶺石燒結(jié)性燒結(jié)是指當(dāng)物體被加熱到一定溫度后，由易熔物所產(chǎn)生的液相充填在未熔顆粒之間的空隙中，靠其表面張力使氣孔率下降、密度提高、體積收縮，從而變成致密、堅(jiān)硬的性能。當(dāng)氣孔率下降到最低值、密度達(dá)到最大值時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為燒結(jié)狀態(tài)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為燒結(jié)溫度。23、高嶺土合成分子篩的基本步驟將高嶺土細(xì)磨至粒度在3m以

23、下；經(jīng)600700下焙燒2小時(shí)；高嶺土按固液比1：2與naoh溶液混合均勻；經(jīng)50預(yù)處理24小時(shí)，再升溫至8090攪拌處理10小時(shí)左右；過(guò)濾、洗滌至ph=810，110烘干后即得4a型沸石分子篩。24、敘述高嶺土的主要性質(zhì)和用途1）物化性質(zhì)顏色：高嶺石純者為白色，含雜質(zhì)可染成其他不同顏色；光澤：集合體光澤暗淡或呈蠟狀光澤；硬度：2.02.5；密度：2.602.63gcm3；高嶺石的致密塊(狀集合)體，具粗糙感；干燥具吸水性，濕態(tài)具可塑性，加水不膨脹；陽(yáng)離子交換僅發(fā)生在顆粒邊緣，交換容量?jī)H為110 mmol/100g。高嶺石的粒度在0.25m左右，高嶺石粒度大小與結(jié)晶程度有關(guān)，結(jié)晶好的高嶺石粒度

24、較大?？伤苄裕阂话愀邘X土具有中、低可塑性，比蒙脫石的可塑性低。高嶺土的燒結(jié)性是制造陶瓷產(chǎn)品必須具備的重要工藝指標(biāo)之一。高嶺土具有較高的耐火度，一般可達(dá)1750以上，屬耐火粘土。高嶺土具有良好的電絕緣性，可做高頻瓷、電絕緣用瓷的原料。高嶺土具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的耐堿能力，這是用作填料主要的性能指標(biāo)。高嶺石可與許多極性有機(jī)分子（如：甲酰胺hconh2、乙酰胺ch3conh2、尿素nh2conh2等）相互作用，產(chǎn)生高嶺石極性有機(jī)分子嵌混合復(fù)合體。有機(jī)分子可進(jìn)入層間域，以氫鍵的形式與結(jié)構(gòu)層兩表面相連結(jié)。使高嶺石的結(jié)構(gòu)單元層厚度增大；改變了高嶺石的表面性質(zhì)(如親水性)。2）高嶺土的應(yīng)用高嶺土由于具

25、有多種優(yōu)良的物化性能，自古以來(lái)就被應(yīng)用于陶瓷工業(yè)，發(fā)展到今天它已成為人類(lèi)日常生活到尖端技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的礦物材料。隨著新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，高嶺土正在不斷開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，向高、精、尖領(lǐng)域滲透，如新型的切削刀具、鉆頭、陶瓷軸承、陶瓷金屬?gòu)?fù)合材料、人工合成分子篩、原子反應(yīng)堆的陶瓷部件、噴氣飛機(jī)和火箭燃燒室的噴嘴、電子材料、航天飛機(jī)外表用的耐高溫陶瓷片等。在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用：高嶺土在陶瓷工業(yè)中的消耗量約占其產(chǎn)量的50以上，居各工業(yè)部門(mén)之首。在造紙工業(yè)中的應(yīng)用：從國(guó)外高嶺土的消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，造紙工業(yè)用量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出陶瓷工業(yè)的用量。主要用于制造各種印刷紙、硬板紙、新聞紙等的填料和涂布顏料。在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用：在橡

26、膠工業(yè)中，高嶺土被用作填料和補(bǔ)強(qiáng)劑，可明顯改善橡膠的拉伸強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性、剛性(彈性)等性能。在塑料工業(yè)中的應(yīng)用：高嶺土作塑料的填充劑，使塑料制品具有平滑的表面、美觀的外表、穩(wěn)定的尺寸，能夠改善制品的絕緣性、耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性，提高制品的硬度等優(yōu)點(diǎn)。合成分子篩及其應(yīng)用：以高嶺土為原料，經(jīng)一定工藝處理可以人工合成4a型分子篩。4a型分子篩在石油、化學(xué)、冶金、環(huán)保及電子工藝等領(lǐng)域，廣泛用作分子篩、陽(yáng)離子交換劑、選擇性吸附劑、催化劑載體、污水處理劑、冰箱除臭劑、干燥劑等。在冶金工業(yè)中的應(yīng)用：高嶺土具有高的耐火度，制作冶金工業(yè)、玻璃工業(yè)等高溫作業(yè)的熔煉爐和熱風(fēng)爐的爐襯砌體，如各種形狀

27、的耐火磚、高鎂鋁磚、絕緣磚、硅質(zhì)磚等。在其它部門(mén)的應(yīng)用：玻璃纖維工業(yè)：高嶺土是玻璃纖維工業(yè)的主要原料之一。在粘合劑領(lǐng)域：可用來(lái)制作油灰、嵌封料及密封料的填料。在涂料領(lǐng)域：高嶺石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、覆蓋能力強(qiáng)、流變性好、白度高，是油漆、涂料工業(yè)的重要礦物原料。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：被用作肥料、農(nóng)藥或殺蟲(chóng)劑的增量劑、稀釋劑。在輕工業(yè)領(lǐng)域：還用以制造香粉、胭脂、牙粉、各種藥膏、軟膏等，還可用作生產(chǎn)肥皂、鉛筆蕊、顏料等制品的填料。在高科技領(lǐng)域：制造高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，用于原子反應(yīng)堆、噴氣飛機(jī)和火箭燃料室噴嘴的耐高溫部件；制造功能陶瓷，即制造具有壓敏、光敏、熱敏、氣敏、磁敏等性能及具有記憶能力、快離子傳導(dǎo)能力的功能陶瓷等等。

28、優(yōu)質(zhì)高嶺土可制造各種高級(jí)光學(xué)玻璃、有機(jī)玻璃、水晶等的熔煉坩堝；拔制玻璃纖維的各種拉絲坩堝，以代替價(jià)格昂貴的鉑、鎳等貴金屬坩堝。25、蒙脫石晶體化學(xué)式ex(h2o)n(al2-xmgx)2(si，a1)4o10(oh)2e為層間可交換的陽(yáng)離子，主要為ca2+、na+，其次是k+、li+等，根據(jù)層間陽(yáng)離子的種類(lèi)，蒙脫石被分為鈣基蒙脫石、鈉基蒙脫石、鎂基土、鋰基土等；x是e為一價(jià)陽(yáng)離子時(shí)單位化學(xué)式的層電荷數(shù)，一般在0.20.6之間；h2o為層間水分子，其含量主要取決于層間陽(yáng)離子種類(lèi)、環(huán)境溫度和濕度。層間水分子是以層的形式存在于結(jié)構(gòu)層之間，最多可達(dá)四層，一般前一層未充滿(mǎn)時(shí)，不形成新的水分子層。n為分子

29、式中水分子的個(gè)數(shù)。26、蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)待添加的隱藏文字內(nèi)容3四面體中：si4+可被al3+、fe、ti等代替，al3+代替si4+的量一般不超過(guò)15；八面體中：al3+可被mg2+、fe2+、fe3+、zn2+、li+、ni、cr等代替。層間低價(jià)陽(yáng)離子代替高價(jià)陽(yáng)離子引起電荷不平衡，產(chǎn)生層間負(fù)電荷。蒙脫石的層間負(fù)電荷主要來(lái)自八面體中異價(jià)陽(yáng)離子之間的代替，部分來(lái)自四面體中的a13+代替si4+。四面體片和八面體片中的陽(yáng)離子置換引起的電荷不平衡，主要由層間陽(yáng)離子(多為na+、ca2+)來(lái)補(bǔ)償，即層間陽(yáng)離子稱(chēng)為可交換性陽(yáng)離子。結(jié)構(gòu)層之間的層間域能吸附水分子和吸附有機(jī)分子。27、蒙脫石x射線衍射特征

30、蒙脫石的x-射線衍射譜，通常底面反射d001=1215a。d001=12a者是含1個(gè)水分子層的鈉蒙脫石，d001=15a為含2個(gè)水分子層的鈣蒙脫石。底面間距d001隨層間水分子層的厚度、可交換陽(yáng)離子及有機(jī)分子的種類(lèi)而變化。28、蒙脫石熱分析曲線特征蒙脫石的熱分析曲線存在3個(gè)吸熱谷。在80250：脫去層間水和吸附水；在600760：脫去結(jié)構(gòu)水(oh)；在800935：由于晶格完全破壞所致。在第三個(gè)吸熱谷之后(1180)緊接著有一放熱峰，是非晶相的結(jié)晶作用所引起。29、蒙脫石的表面電性蒙脫石的表面電性來(lái)自以下三方面：層電荷：四面體片和八面體片中的陽(yáng)離子置換所引起的，每個(gè)晶胞的層電荷最高可達(dá)0.6個(gè)

31、。電荷的密度不受所在介質(zhì)的ph值的影響，是蒙脫石表面負(fù)電性的主要原因；破鍵電荷：產(chǎn)生于四面體片的基面和四面體片、八面體片的端面，系si-o破鍵和a1-o(oh)破鍵的水解作用所致。當(dāng)ph7時(shí)，破鍵吸引h+，帶正電；ph7時(shí)帶負(fù)電；八面體片中離子離解形成的電荷：在酸性介質(zhì)中，oh-或alo3-3離解占優(yōu)勢(shì)，端面荷正電；在堿性介質(zhì)中，a13+離解占優(yōu)勢(shì)，端面荷負(fù)電；ph=9.1為等電點(diǎn)。30、蒙脫石膨脹性蒙脫石吸水或吸附有機(jī)物質(zhì)后，晶層底面間距c0增大，使體積膨脹。在單位化學(xué)式中：含h2o時(shí)，c012.4a；有2h2o時(shí)，c015.4a；高水化狀態(tài)時(shí)，c0可達(dá)18.421.4a；吸附有機(jī)分子時(shí)，c

32、0最大可達(dá)48a左右。層間含二價(jià)陽(yáng)離子的蒙脫石，處在塑性體流體的過(guò)渡階段時(shí)，較含一價(jià)陽(yáng)離子水化能高，吸水速度快，吸水量大，膨脹性也大；進(jìn)入分散狀態(tài)成為流體時(shí)，吸水膨脹性能受晶胞的離解程度制約，較含一價(jià)層間陽(yáng)離子的離解程度低，吸水量小，最終吸水率低。因此，鈣蒙脫石在水介質(zhì)中的最終吸水率和膨脹倍數(shù)大大低于鈉蒙脫石。鈉蒙脫石的膨脹倍數(shù)高達(dá)2030倍，鈣蒙脫石的膨脹倍數(shù)僅幾倍十幾倍。31、陽(yáng)離子交換性和吸附性天然蒙脫石在ph值為7的水介質(zhì)中的陽(yáng)離子交換容量為70140mmol100g(相當(dāng)于每個(gè)晶胞帶0.51個(gè)靜電荷)。交換性：蒙脫石的離子交換是層間陽(yáng)離子的交換；晶體端面所吸附的離子也具有可交換性。交

33、換能力：蒙脫石的陽(yáng)離子交換能力與層間陽(yáng)離子的類(lèi)型有關(guān)，也受蒙脫石的粒度、結(jié)晶程度、介質(zhì)性質(zhì)等因素的影響。陽(yáng)離子電價(jià)和水化能越高，交換性能越強(qiáng)，被交換性越差。32、試述蒙脫土的性質(zhì)與用途1）蒙脫土的性質(zhì)蒙脫土基本物性顏色：蒙脫土多呈白色，有時(shí)為淺灰、粉紅、淺綠等；密度：為22.7gcm3；晶形：由于蒙脫土顆粒細(xì)小，在一般光學(xué)顯微鏡下難于觀察其形態(tài)特征。在電子顯微鏡下，蒙脫土多呈他形鱗片狀、片條狀，有時(shí)有半自形、自形片狀，集合體為云霧狀、球狀、海綿狀及片狀等。蒙脫土的表面電性蒙脫土的表面電性來(lái)自以下三方面：層電荷；破鍵電荷；八面體片中離子離解形成的電荷。蒙脫土膨脹性蒙脫土吸水或吸附有機(jī)物質(zhì)后，晶層

34、底面間距c0增大，使體積膨脹。鈉蒙脫土的膨脹倍數(shù)高達(dá)2030倍，鈣蒙脫土的膨脹倍數(shù)僅幾倍十幾倍。蒙脫土膠體分散體質(zhì)在堿性分散液中，在分散液中添加大量金屬陽(yáng)離子將降低蒙脫土晶層面上的電動(dòng)電位，產(chǎn)生面面型聚集；在酸性分散液中，若外來(lái)金屬陽(yáng)離子干擾少或沒(méi)有干擾時(shí)，蒙脫土晶體帶正電荷的端面與晶層面組成面端型絮凝；在中性分散液中，端面沒(méi)有雙電層，產(chǎn)生端端絮凝。陽(yáng)離子交換性和吸附性天然蒙脫土在ph值為7的水介質(zhì)中的陽(yáng)離子交換容量為70140mmol100g(相當(dāng)于每個(gè)晶胞帶0.51個(gè)靜電荷)。2）蒙脫土粘土的應(yīng)用膨潤(rùn)土作為粘結(jié)劑、吸附劑、催化劑、增稠劑、觸變劑、脫色劑等廣泛應(yīng)用于冶金球團(tuán)、鑄造、鉆井、化工、食品等24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門(mén)。主要消費(fèi)領(lǐng)域是鑄造型砂、鐵礦球團(tuán)、鉆井泥漿，消費(fèi)量約占總產(chǎn)量的75%。粘結(jié)劑：鐵礦球團(tuán)粘合劑；鑄造型砂粘結(jié)劑。蒙脫土懸浮液：用于鉆井泥漿、阻燃物、藥物的懸浮介質(zhì)、煤的懸浮分離等。 滅火劑：蒙脫土制成的懸浮液滅火劑