stringtranslate.com

Пирохлор

Пирохлор ( Na , Ca ) 2Nb2O6 ( OH , F ) — это группа минералов ниобиевого конечного члена супергруппы пирохлора. Пирохлор — это также термин для кристаллической структуры Fd3m . Название происходит от греческого πῦρ , огонь , и χλωρός , зеленый, потому что он обычно становится зеленым при поджигании в классическом анализе с помощью паяльной трубки . [ 4 ]

Минерал

Общая формула A 2 B 2 O 7 (где A и B — металлы) представляет собой семейство фаз, изоструктурных минералу пирохлору. Пирохлоры являются важным классом материалов в различных технологических приложениях, таких как люминесценция, ионная проводимость, иммобилизация ядерных отходов, высокотемпературные термобарьерные покрытия, контроль выхлопных газов автомобилей , катализаторы, твердооксидные топливные элементы, ионные/электрические проводники и т. д.

Минерал связан с метасоматическими конечными стадиями магматических интрузий. Кристаллы пирохлора обычно хорошо сформированы (эвгедральные), встречаются обычно в виде октаэдров желтоватого или коричневатого цвета со смолистым блеском. Он обычно метамиктный из-за радиационного повреждения включенными радиоактивными элементами.

Пирохлор встречается в пегматитах, связанных с нефелиновыми сиенитами и другими щелочными породами. Он также встречается в гранитных пегматитах и ​​грейзенах . Он характерно встречается в карбонатитах . Ассоциированные минералы включают циркон , эгирин , апатит , перовскит и колумбит . [3]

История

Впервые он был описан в 1826 году как встречающийся в Ставерне (Фредриксварне), Ларвик , Вестфолл, Норвегия. [4]

Добыча ниобия

Три крупнейших производителя ниобиевой руды разрабатывают месторождения пирохлора. Крупнейшим месторождением в Бразилии является рудник CBMM, расположенный к югу от Аракса , штат Минас-Жерайс, за которым следует месторождение рудника Каталао к востоку от Каталао , штат Гояс. Третьим по величине месторождением ниобиевой руды является рудник Ниобек к западу от Сент-Оноре около Шикутими , Квебек. [6]

Пирохлоровая руда обычно содержит более 0,05% встречающегося в природе радиоактивного урана и тория . [7]

Луеше в Северном Киву , Демократическая Республика Конго, имеет значительные залежи пирохлора. [8]

Кристаллическая структура

Более общая кристаллическая структура описывает материалы типа A 2 B 2 O 6 и A 2 B 2 O 7 , где виды A и B обычно являются видами редкоземельных или переходных металлов; например, Y 2 Ti 2 O 7 . Структура пирохлора является производной от простой структуры флюорита (AO 2 = A 4 ​​O 8 ), где катионы A и B упорядочены вдоль направления ⟨110⟩ . Дополнительная вакансия аниона находится в тетраэдрическом промежутке между соседними катионами B-позиции. Эти системы особенно восприимчивы к геометрической фрустрации и новым магнитным эффектам.

Структура пирохлора демонстрирует разнообразные физические свойства, охватывающие электронные изоляторы (например, La 2 Zr 2 O 7 ), ионные проводники (Gd 1,9 Ca 0,1 Ti 2 O 6,9 ), металлические проводники (Bi 2 Ru 2 O 7− y ), смешанные ионные и электронные проводники, системы спинового льда (Dy 2 Ti 2 O 7 ), системы спинового стекла (Y 2 Mo 2 O 7 ), системы цепей халдейна (Tl 2 Ru 2 O 7 ) и сверхпроводящие материалы (Cd 2 Re 2 O 7 ). [9] Более неупорядоченные структуры, такие как пирохлоры висмута, [10] также были исследованы из-за интересных высокочастотных диэлектрических свойств. [11]

Кристаллическая структура была исследована для использования в твердых электролитах для литий-железных батарей . Предполагается, что она обеспечивает высокую проводимость, одновременно подавляя рост дендритов. [12]

Смотрите также

На Викискладе есть медиафайлы по теме Пирохлор .

Ссылки

  1. ^ Warr, LN (2021). «Утвержденные символы минералов IMA–CNMNC». Mineralogic Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ "Пирохлор". www.mineralienatlas.de .
  3. ^ ab "пирохлор в базе данных RRuff" (PDF) . rruff.info . Получено 2015-02-03 .
  4. ^ abc "Группа пирохлора: Информация и данные о минералах группы пирохлора". mindat.org . Получено 2015-02-03 .
  5. ^ Бартельми, Дэйв. "Данные о минералах пирохлора". webmineral.com . Получено 03.02.2015 .
  6. ^ Kouptsidis, J.; Peters, F.; Proch, D.; Singer, W. "Niob für TESLA" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2008-12-17 . Получено 2008-09-02 .
  7. ^ Диас да Кунья, К.; Сантос, М.; Зуэн, Ф.; Карнейро, Л.; Питасси, Г.; Лима, К.; Баррос Лейте, CV; Далия, KCP (8 мая 2009 г.). «Коэффициенты растворения оксидов Ta, Th и U, присутствующих в пирохлоре». Загрязнение воды, воздуха и почвы . 205 (1–4): 251–257. дои : 10.1007/s11270-009-0071-3. ISSN  0049-6979. S2CID  93478456.
  8. ^ «Минералы крови в провинциях Киву». www.globalpolicy.org .
  9. ^ Subramanian, MA; Aravamudan, G.; Subba Rao, GV (1983-01-01). «Оксидные пирохлоры — обзор». Progress in Solid State Chemistry . 15 (2): 55–143. doi :10.1016/0079-6786(83)90001-8.
  10. ^ Аренас, DJ и др. «Рамановское исследование фононных мод в пирохлорах висмута». Physical Review B 82.21 (2010): 214302. | https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.214302
  11. ^ Канн, Дэвид П., Клайв А. Рэндалл и Томас Р. Шраут. «Исследование диэлектрических свойств пирохлоров висмута». Solid state communications 100.7 (1996): 529–534. | https://doi.org/10.1016/0038-1098(96)00012-9
  12. ^ Эттлин, Анна (2023-11-07). «Из чего сделана батарея будущего?». CleanTechnica . Получено 2023-11-15 .