Искусственные минералы


Министерство образования Республики Беларусь                Белорусский
Государственный Университет Транспорта
         Кафедра’ Строительные конструкции, основания и фундаменты ‘



                        Научная конференция на тему:
                          ‘Искусственные минералы’



Выполнили


Студенты гр. ПК-21


                                                            Власов Ю.А.
                                                            Махвиеня С.О.



                           Искусственные минералы.
   Искусственное получение минералов представляет известный интерес. С одной
стороны, это позволяет исследовать процессы минералообразования, с другой  –
даёт возможность получать нужные  для  практики  минеральные  вещества,  что
широко используется в технологии строительных материалов.
   Искусственным путем (методом синтеза) можно  получать  минералы,  которые
встречаются в природных условиях (алмаз, корунд, кварц и др.),  и  минералы,
которые в природных условиях самостоятельно не встречаются  (алит,  белит  и
др.), а входят в состав различных технических продуктов, таких как  цементы,
огнеупоры и т.д.
   Искусственно полученные естественные минералы путем синтеза  из  исходных
веществ выгодно отличаются  от  своих  аналогов,  образованных  в  природных
условиях, так как в них отсутствуют химические  и  механические  примеси.  В
настоящие время в промышленных целях получен ряд  минералов,  которые  редко
встречаются в природе, но обладают ценными  свойствами  (флюорит,  корунд  и
др.). В 1961 в СССР синтезированы искусственные  алмазы,  прочность  которых
была в 40% выше естественных.  В  таблице  1  приведены  некоторые  минералы
полученные искусственно.
   Некоторые естественные минералы, полученные искусственно

|Минералы        |Формула            |Минералы        |Формула        |
|Сфалерит        |ZnS                |Самородная      |               |
|Корунд       .  |А1203              |сера ....       |S              |
|.               |                   |                |               |
|Галенит      .  |PbS                |Ангидрит   .   .|CaSO4          |
|.               |                   |                |               |
|Барит      .... |BaSO4              |Энстатит .  .  .|mr (Si206)     |
|Магнетит        |FeFe2O4            |Малахит .  .  . |CuCO?Cu(OH)2   |
|Оливин        . |    (Fe, Mg)2(Si04)|Шпинель     .   |A12 Mg04       |
|.               |                   |.               |               |
|Полевые шпаты   |—                  |Кварц  ....     |SiO2           |
|Самородная      |                   |Галит   ....    |NaCl           |
|медь        .   |Cu                 |Асбест    .  .  |—              |
|.   .           |                   |.               |               |
|Карбонаты    .  |—                  |Слюды ....      |— .            |
|.               |                   |                |               |
|Алмаз         . |С                  |Пирофиллит   .  |—              |
|.   .           |                   |                |               |

   Методы синтеза естественных минералов можно разделить на две группы:
1) синтез проводимый в условиях нормального давления.
2) синтез осуществляемый при повышенных давлениях.
   В настоящие время получение искусственных минералов сводится к  следующим
процессам :
          1) кристаллизация расплава;
          2) реакции, в которых участвуют газовые компоненты;
          3) получение минералов в присутствие водных растворов;
          4) получение минералов путем реакции в твердой среде.
   Методы синтеза минералов требуют  специальной  аппаратуры,  длительны  по
времени и весьма трудоёмки. В целом задача синтеза минералов еще  далеко  не
решена.
   Однако в настоящие время многим исследователям стран СНГ удалось получить
целый ряд ценных минералов, которые перестали быть достоянием лабораторий  и
освоились промышленностью.

   Ниже дается краткое описание искусственных минералов, которые встречаются
в технических продуктах (цементы, огнеупоры и т.д.), и некоторых
высокопрочных кристаллов. Многие из этих минералов входят в состав
различных технических продуктов. В связи с этим их описание даётся по
группам минералов, выделенных по химическому составу (табл.2).


        Искусственные минералы технических продуктов и высокопрочные
                              кристаллы(таб.2)


|Группа                 |Минералы               |Химическая формула     |
|Силикаты  кальция      |А ЛИТ                  |3CaO?SiO2              |
|                       |Белит                  |2CaO?SiO               |
|                       |Волластоипт            |?-CaO-SiO2             |
|                       |Псевдоволластонит      |? –CaO?SiO2            |
|                       |Ранкинит               |3CaO-2Si02             |
|Алюминаты кальция      |Трехкальциевый         |ЗСаО?А12О3             |
|                       |алюминат Пятикальциевый|5CaO?3Al2O3            |
|                       |трех-алюминат          |                       |
|                       |Однокальциевый         |                       |
|                       |алюминат               |CaO?Al203              |
|                       |Однокальциевый         |CaO?2Al2O3             |
|                       |двухалюминат           |                       |
|Алюмосиликат           |Геленит                |2CaO?Al2O?SiO2         |
|кальция                |                       |                       |
|Алюмосиликат           |Муллит                 |3Al2O3-SiO2            |
|                       |Окерманит Монтигеллит  |2CaO-MgO-2SiO2         |
|Силикаты    кальция   и|                       |CaO-MgO-2SiO2          |
|магния                 |                       |                       |
|Алюмоферрит кальция    |Целит                  |От CaO-Fe2O3 до 8CaO-3 |
|                       |                       |Al2O3-Fe2O3            |
|Ферриты кальция        |Однокальциевый феррит  |CaO-Fe2O3              |
|                       |Двухкалышевый   феррит |2CaO-Fe2O3             |
|Группа                 |Минералы               |Химическая формула    |
|Окислы   и гидроокислы |Известь      (свободная|СаО                   |
|                       |окис                   |                      |
|                       |                       |                      |
|                       |Известь (свободная     |СаО                   |
|                       |окись кальция)         |                      |
|Окислы и гидроксилы    |Портлаидит     (гидрат |Са (ОН)2              |
|                       |окиси кальция)         |                      |
|                       |Периклаз   (окись      |MgO                   |
|                       |магния) Кремнезем      |SiO2                  |
|                       |Тридимит               |Si02                  |
|                       |Кристобалит            |Si02                  |
|Гипс  и  продукты  его |Гипс                   |CaS04.2H20            |
|обезвоживания          |?-полугидрат           |CaSO4-0,5H20          |
|                       |?-полугидрат           |CaSO4-0,5H2O          |
|                       |Ангидрит               |CaSO4                 |
|Прочие       соединения|Ольдгамит Перовскит    |CaS                   |
|кальция                |                       |CaO?TiO2              |
|                       |Карбиды вольфрама      |WC и W2C              |
|Высокопрочные          |Карбиды молибдена      |Mo2C и МоС            |
|кристаллы              |Нитрид ниобия          |Nb3N5                 |
|                       |Карбид бора            |B4C                   |
|                       |Карбид кремния         |SiC                   |
                Искусственные минералы технических продуктов.
                              Силикаты кальция.
   Алит (трехкальцевый  силикат)  3CaO?SiO2  представляет  собой  бесцветные
мелкие  кристаллы  в  виде  гексагональных  табличек   или   призм   (иногда
игловидных) с неясно выраженной спайностью по одному направлению  (рис.  1).
Сингония тригональная. Кристаллы нередко обнаруживают  зональную  структуру,
особенно  хорошо  видную  при  изучении  препаратов  в   отраженном   свете.
Погасание  прямое  или  под   небольшим   углом.   Однослойный,   показатели
преломления  Ng=1,772,  Np=1,718,   двойное   лучеприломление   малое:   Ng-
Np=0.004. Оптический знак кристалла отрицателен.
   Твердость алита по шкале Мооса колеблется между 5 и 6, удельный вес  3,2.
Является главным  минералом  портландцементного  клинкера,  входит  также  в
доломитовые огнеупоры. Легко может  гидратироваться  и  разлагаться  соляной
кислотой, способен твердеть под водой.

   Белит (двухкальциевый силикат) 2СаО • 5SiO2 в трех видах:  ?-,  ?-  и  ?-
формы, причем по оптическим данным ?и? между собою весьма сходны, а  переход
в ?-форму сопровождается резким изменением свойств ?-  и  ?-фор-мы  образуют
правильные округлые зерна, часто призматического облика,  со  спайностью  по
призме  (рис.  1).  Для  белита  во  многих   случаях   характерна   сложная
двойниковая  структура  и  темноокрашенные  включения,  имеющие   правильную
ориентировку.  В  шлифах  эти  формы  имеют  желтоватую  окраску.  За   счет
растворенных Fе2О3 и Сг2О3 зерна приобретают коричневый или зеленый цвет.
   ?-форма белита под микроскопом наблюдается в виде трех разновидностей: 1)
зерен с двумя или тремя системами взаимнопересекающихся штрихов, каждая  из
которых состоит из параллельных линий, 2) форм с одной системой двойниковых
пластинок; 3) несдвойникованных зерен.
   Показатели преомления      ?- и ?-форм: Ng=1,735, Nр=1,717,  Ng  —  Nр  =
0,018, оптический знак положительный. Удельный вес 2,974.
Рис. 1   Кристаллы белита в клинкере (210Х)
      ?-2СаО?ЗSiO2 (фелит)  имеет  призматический  облик  со  спайностью  по
призме; погасание прямое; показатели преломления: Ng  = 1,654,  Nр=  1,642,
Ng — Nр=0,012. Это низкотемпературная форма,  возникающая  из  ?-формы  при
675° С, имеет плотность примерно на 10% меньше плотности ?-  и  ?  -белита,
поэтому такое превращение сопровождается разрушением вещества до  состояния
тонкой пыли. Появление фелита в вяжущих породах и огнеупорах  нежелательно,
так как по способности к гидратации и твердению эта форма не  активна  и  в
ряде случаев (доломитовые огнеупоры) приводит к разрушению. Вода на ?-форму
не действует, она легко разлагается кислотами.
   Белит  в  значительных  количествах  присутствует   в   портландцементном
клинкере, в  шлаках,  доломитовых  и  магнезиально-доломитовых  огнеупорах.
Портландцемент  с  высоким  содержанием   белита   отличается   замедленным
твердением, но зато стоек к разрушающему действию агрессивных вод.
   Волластонит ?-СаО?5SiO2 и псевдоволластонит  ?-СаО-5SiO2—  однокальциевые
силикаты.  Волластонит   —   природный   минерал,   образуется   также   при
расстекловании некоторых технических стекол.  Форма  кристаллов  игольчатая,
брусковидная и волокнистая со спайностью,  параллельной  удлинению.  Система
моноклинная. Ng = 1,631, Nр = 1,616,  Ng  —  Nр  =  0,015.  Оптический  знак
отрицательный.          Погасание           параллельно           удлинению.
                                                              Рис.        2.
Псевдоволластонит  в  стекле  (74  X)  Удельный  вес  2,915.   В   воде   не
разлагается, в кислотах легко растворяется.
   Псевдоволластонит  имеет  форму   округлых   зерен   или   шестиугольных
 бесцветных   табличек   с   ясно   различимой   спайностью   и   иногда   с
 полисинтетическими двойниками (рис. 2). Удельный вес 2,912. Ng=1,654, Nр  =
 1,610, Ng— Nр = 0,044, оптический знак положительный.  Цвета  интерференции
 яркие (красные, зеленые, желтые тона). Оба минерала характерны для шлаков.
   Ранкинит ЗСаО • 2SiO2 (трехкальциевый дисиликат) встречается в  основных
 и кислых доменных шлаках в виде округлых неправильных по очертаниям  зерен,
 по-видимому, ромбической (?) сингонии. В отдельных  случаях  ранкинит  дает
 крупные порфировые выделения. Показатели преломления: Ng=1,650, Nр=  1,641,
 двупреломле-ние слабое:     Ng —Nр = 0,009, оптический знак положительный.
         Алюминаты кальция

         В эту группу входят несколько минералов:  трехкальциевый  алюминат,
пятикальциевый трехалюми-нат, моноалюминат кальция и однокальциевый двуалю-
минат.
   Трехкальциевый  алюминат  ЗСаО  •  А12О3  кристаллизуется  в   кубической
сингонии и образует изометрические бесцветные мелкие зерна с прямоугольными
или  гексагональными  очертаниями  и  с   несовершенной   спайностью.   Это
соединение может находиться также в аморфном состоянии.
   Кристаллы трехкальциевого  алюмината  изотропны,  N=1,710,  твердость  6,
удельный вес 3,04. Может растворять в себе до 2,5% Ре2О3, замещающих А1203,
и тогда N=1,715. Способен легко гидратироваться  и  твердеть  с  выделением
большого  количества  тепла.  Растворяется  в  кислотах.  Входит  в  состав
цементного  клинкера.  В  шлифах  наиболее  легко  устанавливается  методом
окрашивания.
   Пятикальциевый трехалюминат 5СаО • ЗА12Оз  кристаллизуется  в  кубической
системе в виде округлых, реже треугольных зерен без спайности.  Бесцветный,
в составе шлаков окрашен в интенсивно зеленый  цвет.  Оптически  изотропен,
N=1,608. Мол-сет растворять в себе до 2%  Ре2О3,  замещающих  А1203,  тогда
N=1,613. Твердость 5, удельный вес 2,69—2,71.
   Неустойчивая  форма  пятикальциевого  трехалюмината  обычно  представлена
игольчатыми  или  таблитчатыми  индивидами  ромбической  сингонии,  которые
нередко собраны в сферолитовые  радиально-лучистые  стяжения.  Кристаллы  в
прозрачных  шлифах  имеют  бледно-зеленую   окраску   с   ясно   выраженным
плеохроизмом от оливково-серых до голубовато-зеленых тонов. Ng=1,692, Nр  =
1,687, Ng-Np = 0,005. Погасание прямое.
   Пятикальциевый  трехалюминат  входит  в  состав  глиноземистых   доменных
шлаков,  клинкеров  глиноземистого  и  портлендского  цемента,   причем   в
последнем в виде самостоятельных выделений не встречается.

Однокальциевый алюминат  СаО  •  А12О3  образует  таблитчатые  прямоугольные
очертания, бесцветные кристаллы со спайностью в одном  направлении.  Нередко
наблюдаются  сложные  и   псевдогексагональные   тройнико   вые   срастания.
Погасание табличек прямое; Ng=1,663, Np=1,643, Ng — Np =  0,020;  оптический
знак отрицательный. Может растворять в себе до 15% СаО • А12О3, при этом  Ng
= 1,720, а Np=1,70. Удельный вес 2,981.  Является  главной  минералогической
частью глиноземистого цемента и входит в состав доменного шлака.
   Однокальциевый двухалюминат СаО  •  2А12Оз  образует  моноклинные  сильно
вытянутые игольчатые или призматические кристаллы иногда длиной в несколько
миллиметров. Бесцветен. Имеет большой угол погасания  (до  31°),  благодаря
чему легко распознается. Показатели  преломления:  Ng=1,654,  Np  =  1,617,
двуиреломление  высокое—  0,035.  Оптически  положителен.  Присутствует   в
клинкере глиноземистого цемента.

         Алюмосиликат кальция
[pic]

 Геленит 2СаО • А12Оз • 51О2 кристаллизуется в квадратной сингонии и дает
 прозрачные бесцветные таблички или призмы ,с ясно различимой
 спайностью,  расположенной     поперек его удлиненных   кристаллов. Иногда
 образует кре -

             стообразные       скелетные формы роста. Показатели

                                               преломления:    Ng=1,669, Nр
 = 1,658.   Двупреломление умеренное:Ng—Nр= 0,011.   Цвета    интерференции
 беловато-желтые.Оптический знак  отрицательный.   Одноосный.

 Разлагается    в    солянойкислоте. В глиноземистых

 цементах   геленит  размещается между кристаллами однокальциевого алюмината
 или прорастает   их.   По свойствам   относится к инертной части цемента.
 Типичный   минерал   доменныхшлаков (рис. 3).



                                Алюмосиликат

        Муллит  ЗА12О3  •  5Ю2  образует  игловидные,  призматические   или
волокнистые кристаллы с ясно  различимой  совершенной  спайностью.  Сингония
ромбическая. В чистом виде бесцветен, но  от  примесей  Ре2Оз  и  5Ю2  часто
получает розовую или синеватую окраску.

      Эти примеси ведут к повышению светопреломления до Ng=1,682, Np=1,661 и
      Ng — Np=0,021, в то время как у чистых муллитовых кристаллов Ng=1,654,
      Np = 1,642, а Ng — Np = 0,012. Оптически положительный.
  Минерал может давать сростки и скопления (рис. 4). Примеси Fе2О3  и  SiO2
вызывают появление плеохроизма в желтоватых и  голубоватых  тонах.  Удельный
вес муллита 3,03. Размер кристаллов муллита разнообразен: от 2  до  5  мк  в
шамоте до 10 мм по длине  в  муллитовых  изделиях.  Входит  также  в  состав
фарфора.

        Силикаты кальция и магния
Окерманит 2СаО •МgО-2SiO2 встречается в природе и образуется искусственно  в
виде бесцветных  квадратных  коротких  призм  или  табличек  с  показателями
преломления: Ng=1,638, Nр=1,631. Двупреломление слабое: Ng  —  Np  =  0,007.
Оптический знак  положительный.  Одноосный.  Окерманит  во  всех  отношениях
смешивается  с  геленитом,  образуя  серию  геленитокерманитов   (мелилиты),
оптические  свойства  которых  варьируют  вместе  с  составом.  Форма  таких
кристаллов сходна с геленитом.  Их  сингония  тетрагональная.  Удельный  вес
3,18. Входят в состав магнезиальных цементов, огнеупоров, шлаков.
   Монтичеллит СаО • МgО • 2SiO2 кристаллизуется  в  ромбической  системе  и
дает в природе и в технических продуктах бесцветные призматические зерна со
слабой  неясной  спайностью.  Сингония  ромбическая.  Удельный   вес   3,2.
Оптические  свойства  изучены  недостаточно.  Показатели  преломления   при
содержании его в виде 10%-ного твердого раствора 2MgO?5SiO2 имеют следующие
величины: Ng= 1,655—1,651, Np=1,638—11,640, Ng—Nр  =  =  0,015,  оптический
знак положительный. Встречается в различных шлаках.

        Алюмоферрит кальция

        Целит (алюмоферрит кальция) представляет  собой  кристаллы,  состав
которых может варьировать от  8СаО  •  ЗА12О3  •  Fе2О3  до  СаО  •  Fе2О3.
Кристаллы целита в портландцементном клинкере  заполняют  промежутки  между
алитом  и  белитом,  иногда  создавая  тончайшие  прорастания   с   другими
второстепенными минералами. Они имеют призматическую  или  округлую  форму,
сингония ромбическая, цвет от светло-бурого до темно-бурого. В шлифах  ясно
выражен плеохроизм от светло-желтых до темно-бурых оттенков, угол погасания
весьма  мал.  В  отраженном  свете  целит   имеет   большую   отражательную
способность, в силу чего кажется светлоокрашенным.
   По данным Н. А. Торопова (1950),  в  клинкере  с  повышенным  содержанием
окиси железа состав  целита  приближается  к  2СаО  ?  Fе2О3  в  нормальных
клинкерах — к 4СаО ? А12О3 ? Ре2О3 и 8СаО ? ЗА12О3 ?Ре2О3.

Показатели  преломления  для  4СаО?А12О3?Fе2О3  (разновидности,  называемой
браунмиллеритом): Ng = 2,08, Np=1,98, Ng — Np = 0,10. От содержания  в  нем
1—2%  МgО  (периклаза)  светопреломление  несколько  снижается,  а  клинкер
приобретает  характерную   зелено-серую   окраску.   Удельный   вес   3,77.
Присутствие  браунмиллерита  снижает   экзотермический   эффект   твердения
портландцемента. Встречается также в шлаках.



                               Ферриты кальция

   В эту группу входят два минерала: однокаль-циевый феррит СаО?Fе2О3 и
двухкальциевый феррит 2СаО?Fе2О3. Оба они играют роль минерализаторов в
различных огнеупорах и некоторых видах портландцемента.
   Однокальциевый феррит СаО?Fе2О3  представляет  собой  длинные  игольчатые
кристаллы,  слабо  прозрачные  под  микроскопом.  Сингония  квадратная  или
гексагональная. Окраска черная, а в порошке интенсивно красная.  Показатели
преломления: Ng = 2,465, Np = 2,345, двупре-ломление высокое:  Ng  —  Np  =
0,120. Феррит в твердом состоянии может растворять в себе до 10%  СаО?А12О3
и тогда  показатели  преломления  снижаются:  Ng  =  2,25,  Np  =  2,13,  а
двупреломление Ng — Np =  0,12.  Растворяется  в  кислотах.  Встречается  в
составе клинкера глиноземистого цемента.
   Двухкальциевый феррит 2СаО?Fе2О3 кристаллизуется в виде черных
кристаллов, которые в шлифах  имеют желтовато-бурую     окраску.
Спайность      отсутствует Ng = 2,29, Np = 2,20, Ng — Np = 0,090. Оптически
положительный. Растворяется в соляной кислоте.
   Двухкальциевый феррит при гидратации  твердения  не  дает.  Образуется  в
доломитовых  огнеупорах,  в  портландцементе  и  шлаках.   В   магнезитовых
огнеупорных массах применяется как ускоритель спекания периклаза.
                            Окислы и гидроокислы
     Известь СаО (свободная окись кальция)  представляет  собой  бесцветные
кристаллы кубической сингонии. Форма зерен округлая. Встречаются кубики или
кучные  скопления  с   ясно   выраженной   спайностью   по   трем   взаимно
перпендикулярным направлениям. Кристаллы оптически изотропны. Их показатель
преломления N=1,836. В шлифах отличается грубым рельефом. СаО  присутствует
в клинкере портландцемента (до 10%) обычно в виде мелких зернышек,  которые
иногда наблюдаются внутри кристаллов  ЗСаО?А12О3, а  также  в  мартеновских
шлаках и т. д.  В  отраженном  свете  СаО  определяется  методом  травления
поверхности шлифов (микрохимические реакции).
   Портландит  (гидрат   окиси   кальция)   Са(ОН)2.   Образует   бесцветные
шестиугольные кристаллы гексагональной сингонии с  совершенной  спайностью.
Показатели преломления: Ng=1,574, Np=1,545, Ng —  Np  =  0,029.  Оптический
знак  отрицательный.  Удельный  вес  2,23.  Входит  в  состав  строительных
растворов, различных вяжущих, силикатного кирпича, динаса.
   Периклаз (окись магния) МgО встречается в  виде  округлых  октаэдрических
или кубических кристаллов незначительных размеров. Спайность по  плоскостям
куба. Чистый периклаз бесцветен, при частичном растворении  в  нем  окислов
железа  приобретает  желтоватую  окраску.  Минерал  изотропный,  показатель
преломления  N=1,734—1,737.  В  прозрачном  шлифе  распознается  с  трудом.
Определяется  при  травлении  поверхности  шлифа  в  силу   своей   большой
отражающей способности. Удельный  вес  3,58.  Периклаз  —  наиболее  важная
составная часть магнезитовых  и  доломитовых  огнеупоров,  входит  также  в
клинкер портландцемента, в шлаки и т. д.  Иногда  в  кристаллах  периклаза,
например в спекшемся магнезите, наблюдаются темные точечные выделения магне-
зиоферрита.
   Кремнезем 5SiO2 в технических  продуктах  встречается  в  виде  различных
полиморфных  форм,  из   которых   главными   являются   кварц,   тридимит,
кристобалит, а также кремнеземистое стекло. Минерал  кварц,  представляющий
собой низкотемпературную форму SiO2 (образуется ниже 573°С).Остановимся  на
характеристике других форм.
   Тридимит  —  умеренная  температурная  форма  SiO2.  Кварц   в   тридимит
превращается при температуре выше 870° С. Кристаллы бесцветные или  светло-
серые, имеют форму пластинок или удлиненных табличек, часто  с  характерным
образованием копьевидных двойников. Размер зерен может  достигать  3—4  мм.
Сингония ромбическая, удельный вес 2,27, Ng=1,473, Np  =  1,469,.  Ng-Np  =
0,004.
[pic]
   В  динасе  содержание  трндимита  достигает  50—70%.   Переход   SiO2   в
тридимитовую  форму   сопровождается   значительным   увеличением   объема.
Встречается также в шлаках.
   Кристобалит — высокотемпературная фаза SiO2 (образуется  при  температуре
выше 1470°С). Дает правильные октаэдры,  зернистые  скопления  и  чешуйчатые
сростки,  иногда  с  полисинтетическим  двошшкованием   сложной   сотовидной
структуры (рис. 5). Кристаллы бесцветные,  реже  молочного  цвета.  Удельный
вес 2,32. Ng=1,487, Np=1,484, Ng — Np = 0,003. Входит в состав динаса.
Рис. 5. Кристобалит
   Кремнеземистое  стекло  возникает  при  достаточно   быстром   охлаждении
кремнеземистого расплава. Оно может быть бесцветным или  молочной  окраски,
последняя обусловлена воздушными пузырьками. Стекло  изотропно.  N=  1,459,
удельный вес 2,203. Устойчиво в кислотах (кроме  плавиковой  и  фосфорной).
Кремнеземистое стекло широко применяется как изоляционный,  кислотоупорный,
огнеупорный и электроизоляционный материал.

        Гипс и продукты его обезвоживания

      Гипс  СаSО4?Н2О  и  ангидрит  СаSO4  —   природные   образования.Среди
продуктов  обезвоживания  гипса  выделяются  кристаллические  вещества:   ?-
полугидрат            (СаSО4?  0,5Н2О),  ?-полугидрат   (СаSО4?0,5Н2О),   ?-
обезвоженный полугидрат, ?-обезвоженный полугидрат, ?- ангидрит (СаSО4),  ?-
ангидрит и ?-нерастворимый ангидрит.
   ?-Полугидрат СаSO4?0,5Н2О получается при нагревании гипса  под  давлением
120—125 атм. При этом образуются бесцветные кристаллы в виде удлиненных  игл
или  шестиугольных  призм  с  поперечными  полосками  (рис.   6).   Сингония
моноклинная. Показатели преломления при обезвоживании возрастают:  Ng=1,584,
Np=1,559. Двупреломление высокое: Ng — Np = 0,025.

                                  [pic]
                     Рис. 6. Продукт обжига ?-полугидрата при 150° (150Х)

Удельный вес 2,72—2,73. Главная составная часть высокотемпературного гипса.
   ?-Полу гидрат СаSО4?0,5Н2О образуется при нагревании гипса на воздухе  до
   120° С и потере воды в виде газообразной фазы.  Дает  мелкозернистую  или
волокнистую массу бесцветных кристаллов. Ng=1,556, .Np = 1,550, Ng  —  Nр  =
0,006.  Удельный  вес  2,67—2,68.  ?-Полугидрат  менее  устойчив,   чем   ?-
полугидрат. Главная составная часть варочного гипса.
Ангидрит  СаSО4  —  искусственный  минерал,  так   называемый   растворимый
ангидрит, образующийся при обезвоживании полугидратов при температуре  выше
220° С.  Встречается  в  двух  модификациях  —  ?и?.  Отличается  по  своим
свойствам от природного растворимого ангидрита. Растворимый ангидрит  имеет
форму призм с прямым  погасанием  и  положительным  удлинением.  Показатели
преломления для ?-ангидрита: Ng=1,570, Np=1,554, для ?-ангидрита: Ng=1,570,
Nр = 1,546. Растворимые   ангидриты на воздухе быстро гидратируются.
   Гипс и продукты его обезвоживания широко применяются в качестве вяжущего,
формовочного материала и т.д.

                          Прочие соединения кальция

        Ольдгамит (сульфид) СаS образуется в  составе  основного  доменного
шлака в присутствии значительного количества серы. Кристаллизуется  в  виде
очень мелких округлых изотропных зерен кубической сингонии с очень  высоким
светопреломлением (N =  2,90).  Зерна  бесцветны,  водянопрозрачны.  Мелкие
зерна ольдгамита трудно различимы даже при больших увеличениях  микроскопа.
Удельный вес 2,71. Входит в состав шлаков и цементов.
   Перовскит СаО ? ТiO2 кристаллизуется в форме  октаэдров  псевдокубической
сингонии с ясно различимой  спайностью.  Окраска  светло-бурая.  Показатель
преломления N = 2,36. Входит в состав доменных шлаков.



                    Искусственные высокопрочные кристаллы

        Высокопрочные искусственные кристаллы  применяются  в  технике  как
режущий и абразивный материал. Таких кристаллов уже известно более  40.  Это
различные карбиды, нитриды, гидриды и бориды. Твердость их  по  шкале  Мооса
превышает 7.
   Карбид бора — твердый раствор бора, В4С. Облик кристаллов ромбоэдрический
с   усечением   призматическими   и   пирамидальными    формами.    Сингония
гексагональная. Удельный вес 2,48—2,52. Твердость по шкале  Мооса  около  9.
Под микроскопом в отраженном свете карбид бора  имеет  белый  цвет,  высокую
отражательную способность, высокий рельеф.
   Карбид  кремния  (карборунд)  51С  кристаллизуется   в   зависимости   от
температуры в кубическую (1650— 2000° С) или гексагональную (свыше 2000° С)
сингонии. Структуры карбида кремния  относятся  к  слоистым  и  состоят  из
чередующихся пачек слоев тетраэдров [814С]  и  [С514]  двоякой  ориентации.
Удельный вес кубического карбида кремния 3,216, а гексагонального –  3,217,
Ng=2.697, Np=2.654 , Ng-Np=0.043. В проходящем свете – зеленый, синий, реже
бесцветный или дымчатый. В отраженном свете кристаллы  светло-серые,  почти
белые, имеют высокую отражательную способность и высокий рельеф.  Твердость
по шкале Мооса более 9.
   Нитрид ниобия Nb3N5  образуется восстановлением трехокиси ниобия сажей  в
атмосфере  азота  при  1200  ?C.  Это  кристалл  с  плотной  гексагональной
решеткой. Удельный вес 8,4. Твердость по шкале Мооса 8 – 9.
   Карбиды вольфрама WC и W2C получают расплавлением вольфрамового ангидрида
WO3  c  сажей  в  пламени  вольтовой  дуги.   Оба   карбида   относятся   к
гексагональной сингонии. Твердость по шкале Мооса у WC=9,  W2C =9 – 10.
   Карбиды молибдена Мо2С и МоС получают расплавлением  смеси  молибденового
ангидрида с карбидом кальция и углем в вольтовой дуге или плавлением шихты,
содержащей уголь и МоО2. Кристаллы гексагональной  сингонии.  Твердость  по
шкале Мооса 7 – 9.


                       Список используемой литературы:

1)Инжинерная  геология.                                                Минск
2001г.

2)Искуственые минералы, их свойства и строение. Москва1989г.

3)А так же по средствам Интернета, (рисунки).