[科普中國]-β-菫青石

β-菫青石也叫低溫菫青石是堇青石三種同素異形體之一，另外兩種分別是高溫堇青石（α 型）和低溫亞穩(wěn)態(tài)堇青石（γ 型）

特性α型為高溫穩(wěn)定型，屬于六方晶系

β型為低溫穩(wěn)定型，屬于斜方晶系，當(dāng)溫度升高時可以轉(zhuǎn)化為α型，大約在1460℃

γ型為低溫亞穩(wěn)態(tài)，γ型在1000℃長時間加熱則發(fā)生不可逆的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷匦秃偷蜏匦汀?/p>

晶型不同其膨脹系數(shù)也不同，α型堇青石，a=b，所以a軸與b軸的膨脹系數(shù)同為1.27×10-6℃-1，c軸為-2.12×10-6℃-1，β型堇青石，a≠b，a，b軸的平均膨脹系數(shù)在2.2×10-6℃-1～2.8×10-6℃-1之間。c軸的膨脹系數(shù)為-1.11×10-6℃-1。α型堇青石備受關(guān)注，人工合成的多為α型，其膨脹系數(shù)大致為1.5×10-6℃-1～2.8×10-6℃-1，因此開發(fā)低膨脹系數(shù)的α型堇青石材料備受關(guān)注。1

合成堇青石的合成已經(jīng)有近百年的歷史，研究人員一直在為合成堇青石進行著不懈地努力，但合成堇青石仍是一項很困難的工作，這主要是因為它的生成條件比較苛刻，其生成溫度與分解溫度接近，即燒成溫度范圍窄，在較低溫度下沒有明顯的堇青石生成，提高溫度又會導(dǎo)致大量的玻璃相生成從而降低制品的熱穩(wěn)定性。作為耐火原料，要求具有較高的堇青石含量，高的致密性及盡可能少的雜質(zhì)，而且價格要便宜。

堇青石材料的人工合成堇青石礦物可在偉晶巖、麻巖等巖石以及煤田的熔融沉積物中見到，然而很少具有開采價值。因此只有通過人工合成的方法來滿足工業(yè)上對堇青石的需求。堇青石的制備方法有很多種：天然礦物高溫固相法、玻璃反?；?、溶膠-凝膠法和沉淀包裹法等

堇青石陶瓷堇青石陶瓷是堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)為主晶相的陶瓷。

耐壓強度280～500MPa?？估瓘姸?5～40MPa?？箯潖姸?0～60MPa。沖擊強度1.8～2.2cm·kg/cm2。線膨脹系數(shù)(1.1～1.8)×10-6(20～100℃)。平均熱傳導(dǎo)率3.35～5.02kJ/(m2·h·℃)(0～100℃)。耐冷熱溫度300～500℃。絕緣電阻2.3～5.6MΩ·cm(400～600℃)。介質(zhì)損耗角正切值200×10-4(50Hz)；40×10-4(500Hz)。耐火度約1400℃

主要原料為滑石、黏土、氧化鋁、長石等。用一般陶瓷工藝制造。燒結(jié)范圍較窄，燒結(jié)溫度與堇青石分解溫度只差幾度，難獲得致密體。常采用綠泥石、碳酸鎂、碳酸鋇、硅酸鋯、二氧化鋯、三氧化二硼、鋰輝石等作為添加劑，能降低燒結(jié)溫度，擴大燒成溫度范圍，并改善其介電性能?？捎米骶€圈骨架，耐電弧作用的電絕緣材料、復(fù)合材料的基料，電熱絕緣裝置的燃燒器噴嘴的材料等。2

堇青石寶石堇青石寶石是質(zhì)量達到寶石級的堇青石礦物。成分(Mg,Fe)2Al3[A1Si5O18]，斜方晶系。晶體為粒狀、短柱狀。解理中等到不完全，硬度7～7.5。玻璃光澤，透明到近不透明。

因鐵、錳等含量不同，顏色多樣化，常見藍色、藍紫色的。多色性明顯：藍紫色的為淺紫到深紫、藍灰、黃或無色；紫色的為淺紫、深紫、黃到褐；藍色的為無色到黃色、藍灰、深紫；富鎂的可為淡黃—綠、淡藍、紫羅蘭色；富鐵的可為無色、紫羅蘭色。業(yè)內(nèi)人士常稱它們?yōu)槎?。密?.6～2.66克/立方厘米，折射率1.531～1.596，雙折射率0.008～0.012，色散0.017。有櫻花狀紋的稱為櫻石；含大量定向排列的赤鐵礦或針鐵礦，呈紅色的稱為血堇青石或血光堇青石、血滴堇青石。它們都可出現(xiàn)星光效應(yīng)或貓眼效應(yīng)。主要產(chǎn)出國有斯里蘭卡、緬甸、美國、澳大利亞、馬達加斯加等。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

程鵬 - 副教授 - 西南大學(xué)