晶体化学

摘要： 在国际矿物学协会(IMA)新矿物、命名及分类委员会(CNMNC)认可的300余种铀矿物中,铀酰矿物约占250余种,其具有独特的晶体化学性质和复杂多样的晶体结构。研究铀酰矿物晶体结构和晶体化学性质,可为分析矿物结晶时的地球化学条件、铀在流体中的迁移行为提供依据,同时能够加深我们对铀矿地质和核环境科学相关领域中铀元素行为的理解,促进铀矿地质和核环境科学研究发展。文章通过梳理了2014年1月至2021年12月期间经国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会批准的54种新铀酰矿物,根据不同的铀酰配合物种类,分类整理了其晶体结构和晶体化学特征,并重点从铀酰单元簇的连接方式总结了铀酰矿物晶体结构特征,从本质上反映了铀酰矿物晶体结构多样性的原因,为广大科研工作者提供铀酰矿物晶体结构和晶体化学基础资料。

摘要： 2022年10月,中科院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室助理研究员孟郁苗和中南大学地信院教授谷湘平合作,发现并命名的自然界新矿物——瑞忠锗矿,获得国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会全票批准,编号IMA2022-066,英文名为Ruizhongite,矿物缩写为Rzh。该新矿物以对矿床地球化学研究作出突出贡献的中国科学院院士胡瑞忠命名,是关键金属锗的独立矿物,产于华南低温成矿省的四川汉源县乌斯河铅锌矿床。锗是重要的光电及半导体材料,在自然界是典型的稀散元素,罕见独立矿物,多与铅锌矿共/伴生,且分布极不均匀。新发现的瑞忠锗矿以液滴状或半自形的微细颗粒产于闪锌矿中。瑞忠锗矿的发现,对探索稀散元素的成矿条件、赋存状态、综合利用,以及锗硫盐矿物的晶体化学和工业应用具有重要意义,也为全球的物质记录添加了中国贡献。

摘要： 钨作为一种稀有金属,目前主要应用于合金、电子和化工等领域,我国钨矿资源较为丰富,但多数属于难选矿物,其中具有开采经济价值的只有白钨矿和黑钨矿,但随着目前黑钨矿资源的减少,如何高效合理地利用白钨矿对国家经济的发展尤为重要。由于白钨矿和钙质脉石矿物具有相似的表面特性且白钨矿作为脆性矿物,在破碎过程中容易产生微细粒,因此白钨矿与钙质脉石矿物方解石、萤石的有效分离和如何有效回收微细粒白钨矿是目前浮选白钨矿的两个难题。针对这两个问题,从白钨矿的晶体化学、浮选作用机理对浮选白钨矿进行了介绍,此外还讨论了微细粒白钨矿的浮选工艺,其中白钨矿的晶体结构不同会使白钨矿表面呈现出不同的疏水性,进而影响白钨矿的可浮性。分析阐述了抑制剂和不同类型的捕收剂与白钨矿的作用机理及达到的效果,但目前这部分工作大多数还处于理论研究阶段。微细粒白钨矿浮选工艺主要有空化浮选、剪切絮凝浮选、载体浮选,三种形式都是通过间接增加微细粒白钨矿的表观粒径,使其处于易浮选状态,其优点是能减小微细粒白钨矿对浮选指标的影响,但未从根本上解决问题。

摘要： 为了更好地认识和了解CL-20晶体结构演变规律和相变行为,利用金刚石对顶砧超高压实验技术,在0～50 GPa下,研究了高压下ε-CL-20的原位拉曼光谱和红外光谱.结果表明,CL-20晶体在整个加压过程中存在两个相变,第一个相变发生在4.2～7.5GPa,认为是ε相到对称性更低的γ相转变,相变产生的原因是在压强的作用下,笼环外的硝基方向发生改变,电子云密度重置导致的分子构型转变;第二个相变发生在14.2～18.9 GPa,属于γ相到ζ相的晶体结构转变;卸压后,拉曼和红外光谱恢复常压状态,表明CL-20晶体在研究压强范围内的相变过程是可逆的.

摘要： 钨是重要的战略金属,对于保障国防安全、资源安全和战略新兴产业发展具有重要意义.钨矿浮选化学的发展解决了复杂钨矿浮选分离的一系列关键瓶颈问题,为我国复杂白钨矿和黑白钨伴生资源的高效清洁开发利用提供了重要支撑.从浮选化学的角度,综述了钨矿浮选药剂及浮选工艺的研究现状及进展,建立起了钨矿地质成矿机理、晶体化学和溶液化学特性等与钨矿浮选药剂和新工艺的设计开发之间的联系.在钨矿石地质成矿过程中,萤石等含钙矿物通常都会与钨矿物紧密伴生,这使得白钨矿与萤石、方解石等含钙脉石矿物的浮选分离成为白钨矿浮选中几乎不可避免的难题;含钙矿物的晶体结构和界面性质的微观差异为其高精度浮选分离提供了可能,改性脂肪酸、阳离子捕收剂、螯合捕收剂、金属配合物浮选药剂以及浮选药剂界面组装等基本实现了含钙矿物间的浮选分离;其中,基于金属配合物浮选药剂的黑白钨常温混合浮选技术取得了一定的突破,取代了"彼德罗夫"加温精选工艺,简化了浮选工艺流程,大幅提高了黑白钨共伴生资源的综合回收率.总结而言,钨矿地质成矿机理、晶体化学和溶液化学特性等决定了钨矿浮选分离的难度,同时指导了钨矿浮选药剂和新工艺的设计与开发,为复杂难处理钨资源的高效清洁利用提供了强有力的支撑.

摘要： 本研究利用MS模拟和XPS表面测试技术,从晶体化学的角度分析了油酸钠作捕收剂时,白钨矿等6种含钙矿物自然可浮性差异产生的原因,并得出油酸钠浮选含钙矿物,可浮性的大小顺序为:方解石>氟磷灰石>萤石>石膏>白钨矿>硅灰石.含钙矿物晶体结构中Ca-O键的离子性程度对矿物表面元素种类和元素的相对含量有直接影响.X-O键的共价性程度则对Ca-O键的强度产生影响.由于油酸钠通常以化学吸附和静电吸附(以化学吸附为主)的形式吸附在矿物表面金属阳离子区域,所以具有较大∑Ca2+/∑O2-(F-)值的萤石、方解石、氟磷灰石在油酸钠浮选体系中可浮性较好.

摘要： 方解石与硅灰石常相互伴生,因矿物晶格中都含有Ca2+而具有一些相似的表面性质和溶解特性;但是,两种矿物所含阴离子基团的不同,又使它们在浮选中表现出一定的差异性.本文以方解石和硅灰石为研究对象,分别研究了十二胺和油酸钠对方解石和硅灰石浮选行为的影响;通过Zeta电位分析和logC-pH分析,研究了不同pH值条件下方解石和硅灰石的表面荷电情况以及溶液中的优势组分情况;通过XPS测试和MS模拟,研究了方解石和硅灰石表面Ca质点密度和Ca不饱和键密度的情况.Zeta电位分析和logC-pH分析的结果表明,由于定位离子的不同,方解石比硅灰石带有更多的表面净剩正电荷;XPS和MS模拟的研究结果则表明,方解石比硅灰石具有更多的表面Ca质点密度和Ca不饱和键密度.

摘要： 由胶体转化成因的氧化锰矿物具有独特晶体化学特性,是天然矿物体系中最复杂的一类矿物.通过XRD、微区XRD、SEM和EDS分析,实现对北衙金矿氧化带矿石中各种氧化锰矿物成分和结构测试.结果表明:在该矿石中存在不同结构的6种氧化锰矿物,包括层状结构的水钠锰矿和钙硬锰矿、一维隧道结构的软锰矿、二维隧道结构的锰铅矿和隐钾锰矿、三维隧道结构的钙锰矿.金属离子进入氧化锰晶格呈现一定的规律性:铅趋向于进入具二维和三维大隧道结构的锰铅矿和钙锰矿中,铜和锌的离子半径较小,进入各种氧化锰矿物,在各氧化锰矿物中含量波动较大;隐钾锰矿和水钠锰矿是矿石中银的主要富集体.

摘要： 以重晶石单矿物为研究对象,捕收剂选用十二烷基磺酸钠、油酸钠、733及十二胺,通过pH值、捕收剂类型及用量条件试验发现,四种捕收剂中十二烷基磺酸钠对重晶石捕收能力最强,其次是油酸钠,733与十二胺对重晶石捕收能力相对较弱.通过Zeta电位测试、红外光谱检测试验及Materials Studio软件模拟发现,重晶石在溶液中解离时,沿(001)面完全解离.由于重晶石晶体结构中Ba—O键(键长0.2814 nm)相比S—O键(键长0.1448 nm)要长,因此其容易断裂,导致矿物表面主要暴露大量带正电的Ba2+离子和荷负电的O2-离子,带正电的钡离子Ba2+与十二烷基磺酸根离子(C12H25OSO3-)容易发生化学吸附而生成十二烷基磺酸钡,使矿物疏水上浮.

摘要： 在现代科技发展带动下,晶体化学在氧化铜矿物浮选领域有着更加广泛的应用,对矿物分选技术现代化发展有着积极意义.该文主要对晶体化学在氧化铜矿物浮选中的应用进展进行综述,介绍在氧化铜矿物浮选中晶体化学的作用机体等内容,指出应用研究发展方向,希望对晶体化学在氧化铜矿物浮选中应用的研究途径创新起到积极参照作用.

摘要： 湖南香花岭矽卡岩位于我国南岭钨锡多金属成矿带的中北缘,湘南钨锡多金属矿集区的西南缘,主要产出Sn、W、Nb、Ta、Pb、Zn等,是我国典型的锡多金属矿床.香花岭矽卡岩的成矿主要与区内癞子岭花岗岩(2.2km2)有成因联系,分布于癞子岭花岗岩周围或地层断裂处.野外观察表明,香花岭矽卡岩具有明显的分带,主要由磁铁矿-符山石-石榴石矽卡岩→氟硼镁石金云母交代岩→含铍条纹岩→金云母氟硼镁石大理岩演变.根据矿物的组合关系,矽卡岩主要经历了矽卡岩期和热液蚀变期.晶体化学研究表明：香花岭矽卡岩中早期的Sn主要以类质同象形式存在于角闪石、尖晶石等矿物中，随着Sn的浓度升高，锡矿物：锡石、尼日利亚石、孟宪民石等晶出。然而，在晚期热液作用下，角闪石、尖晶石、孟宪民石等周围有锡石析出，同时在葡萄石、塔非石、金绿宝石等晶体边缘形成富Sn的环边，显示晚期含Sn热液的矿物学行为。香花岭矽卡岩中的含锡矿物的晶体化学特征不仅反映了矽卡岩形成过程中Sn的富集、迁移、结晶过程，同时丰富了Sn的晶体化学行为。

摘要： 为探讨铀在高放玻璃中的长期行为,研究了铀在类硼硅酸盐玻璃和硼磷酸盐玻璃体系中的晶体化学行为.采用高温高压、高温固相反应及溶剂热反应合成了一种铀酰硼硅酸盐,以及一种铀酰硼酸-磷酸盐和三种铀酰硼磷酸盐化合物,测定并解析了它们的晶体结构.结果表明,铀酰硼硅酸盐和铀酰硼磷酸盐结构类型多样,成分复杂多变,是高放玻璃蚀变可能产生的潜在矿物类型。

摘要： 本文采用金刚石压腔设备、借助微区拉曼光谱、红外光谱和同步辐射X射线单晶衍射等技术对CaCO2在高温高压条件下的相变过程和分解反应进行了细致的研究,为确定俯冲带碳酸钙的存在状态、俯冲深度及其对地幔不均一性的影响提供依据。

摘要： 荆山花岗岩岩体位于华北克拉通东南缘蚌埠隆起区西部的怀远地区,与围岩太古代五河杂岩呈侵入接触关系.岩体主要岩性为含石榴子石黑云母花岗岩,其中富含棕-红褐色、中-细粒状的石榴子石,总体上看分布均匀,但暗色矿物分布呈弱定向性.本研究基于对荆山花岗岩体边缘相、中央相及其中的伟晶岩脉和细晶岩脉进行详细的野外地质调查研究，以石榴子石为主要研究对象，采用岩相学与微区矿物化学分析，查明它们的产出特征、结构和成分变化差异，以及不同赋存状态石榴子石的晶体化学特征与成因类型;结合锆石年代学和岩石地球化学成果，解析石榴子石的生长世代、成因环境及其与寄主荆山花岗岩的岩浆演化过程的成因联系。

摘要： 蒙皂石是一类广泛分布于地表的2∶1型膨胀性黏土矿物.蒙皂石在岩石圈和风化壳中的沉积分异、种类含量、结晶程度可以反映沉积环境、沉积物源、古气候环境和构造背景.其中,蒙皂石的结晶过程一直以来颇受关注,然而目前研究者们对此仍知之甚少.蒙皂石在生长过程中，体系温度变化对其具有重要影响，该结果为进一步研究蒙皂石如何突破能垒而继续生长奠定良好基础。

摘要： 本文从矿物学分类原理出发,分析了37种玉石矿物在矿物学中的分类关系及晶体化学类型,结合传统玉石文化和当下玉石行业实际提出玉石的定义,再按照"大类-类-亚类一族-亚族—种-亚种"体系提出玉石基础分类的初步方案.该方案把常见的玉石分为2大类、6类、若干亚类、36个族和若干亚族,再按族或者亚族分别划分若干种或者亚种.文中还列举了常见的SiO2、碳酸盐亚类,透闪石族玉及其和田玉的具体分类方案.该方案具有科学性和系统性,同时较好地继承了传统,顾及行业的实际,具有一定的可操作性.

摘要： 近年来,在有机-金属配位化合物领域中,单晶-单晶的转化(SCSC)现象已引起了科研者的广泛关注,因为单晶-单晶转化往往伴随着物理性能的变化,这些变化在开关和遥感器上具有潜在的应用价值.在此次研究中,先合成了黄色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6]·2H2O(1,其中phen为1,10-菲罗啉,HL为β-萘甲酸),再将1在160°C下真空煅烧24h.,得到无色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6](2).通过元素分析仪、X-射线单晶衍射、超导量子干涉仪对其进行了结构、磁性能的研究.结果表明:这两种物质实现了4f基分子磁体从零维-零维的单晶-单晶转换,而这种转换不仅使得它们在低温下的磁性不同,而且单分子磁性也不同.

摘要： 近年来,在有机-金属配位化合物领域中,单晶-单晶的转化(SCSC)现象已引起了科研者的广泛关注,因为单晶-单晶转化往往伴随着物理性能的变化,这些变化在开关和遥感器上具有潜在的应用价值.在此次研究中,先合成了黄色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6]·2H2O(1,其中phen为1,10-菲罗啉,HL为β-萘甲酸),再将1在160°C下真空煅烧24h.,得到无色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6](2).通过元素分析仪、X-射线单晶衍射、超导量子干涉仪对其进行了结构、磁性能的研究.结果表明:这两种物质实现了4f基分子磁体从零维-零维的单晶-单晶转换,而这种转换不仅使得它们在低温下的磁性不同,而且单分子磁性也不同.

摘要： 近年来,在有机-金属配位化合物领域中,单晶-单晶的转化(SCSC)现象已引起了科研者的广泛关注,因为单晶-单晶转化往往伴随着物理性能的变化,这些变化在开关和遥感器上具有潜在的应用价值.在此次研究中,先合成了黄色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6]·2H2O(1,其中phen为1,10-菲罗啉,HL为β-萘甲酸),再将1在160°C下真空煅烧24h.,得到无色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6](2).通过元素分析仪、X-射线单晶衍射、超导量子干涉仪对其进行了结构、磁性能的研究.结果表明:这两种物质实现了4f基分子磁体从零维-零维的单晶-单晶转换,而这种转换不仅使得它们在低温下的磁性不同,而且单分子磁性也不同.

摘要： 近年来,在有机-金属配位化合物领域中,单晶-单晶的转化(SCSC)现象已引起了科研者的广泛关注,因为单晶-单晶转化往往伴随着物理性能的变化,这些变化在开关和遥感器上具有潜在的应用价值.在此次研究中,先合成了黄色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6]·2H2O(1,其中phen为1,10-菲罗啉,HL为β-萘甲酸),再将1在160°C下真空煅烧24h.,得到无色的配位聚合物[Dy2(phen)2(L)6](2).通过元素分析仪、X-射线单晶衍射、超导量子干涉仪对其进行了结构、磁性能的研究.结果表明:这两种物质实现了4f基分子磁体从零维-零维的单晶-单晶转换,而这种转换不仅使得它们在低温下的磁性不同,而且单分子磁性也不同.

摘要： 本发明涉及机械研磨减薄技术领域，更具体而言，涉及一种用于铌酸锂、石英、蓝宝石等晶体的化学机械研磨减薄的装置及其使用方法；提供一种晶体的化学机械研磨减薄的装置及激光反射校准法，实现对晶体的上下两个面的平行度的高精度校准，减薄后晶体超薄，厚度能达到几十甚至十几个微米，平行度误差1微米以内，校准精度高、易操作；包括：第一固定片、微分头、载物块、修盘环、胶皮垫、第二固定片、加工晶体、有孔校准玻璃和第三固定片，所述微分头通过自身的螺纹与第一固定片固定，所述有孔校准玻璃通过第三固定片与修盘环固定；本发明主要应用于光电探测器敏感层制作、声光器件压电换能器制作等超精密晶体加工相关方面。

摘要： 本发明涉及机械研磨减薄技术领域，更具体而言，涉及一种用于铌酸锂、石英、蓝宝石等晶体的化学机械研磨减薄的装置及其使用方法；提供一种晶体的化学机械研磨减薄的装置及激光反射校准法，实现对晶体的上下两个面的平行度的高精度校准，减薄后晶体超薄，厚度能达到几十甚至十几个微米，平行度误差1微米以内，校准精度高、易操作；包括：第一固定片、微分头、载物块、修盘环、胶皮垫、第二固定片、加工晶体、有孔校准玻璃和第三固定片，所述微分头通过自身的螺纹与第一固定片固定，所述有孔校准玻璃通过第三固定片与修盘环固定；本发明主要应用于光电探测器敏感层制作、声光器件压电换能器制作等超精密晶体加工相关方面。

摘要： 本发明提供一种激光辅助氮化镓晶体化学机械抛光方法，其中，所述激光辅助氮化镓晶体化学机械抛光方法至少包括如下步骤：S1，采用激光对所述氮化镓晶体的表面进行照射修饰；S2，在化学腐蚀与机械研磨的作用下对照射修饰后的所述氮化镓晶体进行抛光和表面平坦化。本发明通过激光辅助的方式对氮化镓晶体进行CMP之前的表面处理，克服了氮化镓晶体研磨过程耗时久和易碎的技术瓶颈，减小了物料消耗，提高了研磨效率，降低了氮化镓晶体的损伤程度，可以显著提高研磨效率和良率。

摘要： 本发明涉及一种锗晶体化学机械抛光的抛光液及使用方法，包括粗抛液和精抛液，所述粗抛液按重量％计主要由下列原料组成：磨料粒径15‑110nm、浓度≥40wt％、硬度≤7 Mohs的SiO

摘要： 一种软脆易潮解晶体化学机械抛光用无水无磨料抛光液，其特征在于它是由有机腐蚀剂0.5%-40%，有机腐蚀抑制剂0.5%-20%，有机表面活性剂0.5%-15%，有机pH调节剂0.01%-10%以及有机溶剂30%-95%组成。无水无磨料抛光液不含任何水分，避免了软脆易潮解晶体的遇水潮解开裂问题。同时，无水无磨料抛光液不含任何磨料，对软脆易潮解晶体表面损伤小，可以获得无损伤超光滑表面，而且不会产生沉淀，能够长时间的保存和使用。无水无磨料抛光液稳定性好，流动性好，易清洗，对设备腐蚀小。本发明是专门针对软脆易潮解晶体化学机械抛光而制备的一种无水无磨料抛光液，不但兼有无水无磨料的优点，还针对软脆易潮解材料能得到更高的表面质量，并且方法简单易行、成本低。

摘要： 本发明提供了一种片状氧化镥激光晶体化学机械抛光方法，包括如下步骤：S1：提供片状氧化镥激光晶体，提供平面研抛机；S2：在抛光盘上粘贴好聚氨酯抛光垫，将片状氧化镥激光晶体抛光，抛光时滴加一号抛光液；S3：将抛光盘上的聚氨酯抛光垫换成复合抛光垫，将片状氧化镥激光晶体抛光，抛光时滴加二号抛光液；S4：将片状氧化镥激光晶体下盘后翻转，重复步骤S2和S3；S5：利用乙二醇溶液清洗，并静止干燥；S6：置于恒温退火设备中进行退火，除去片状氧化镥激光晶体内部的残余应力。本发明采用化学机械抛光方法加工片状氧化镥激光晶体，抛光以后的片状氧化镥激光晶体表面具有粗糙度小、损伤低、残余应力低以及面型精度高等优异特性。

摘要： 本发明提供一种铌酸锂晶体化学机械抛光液，属于精密/超精密加工技术领域。铌酸锂化学机械抛光液的pH为9.5‑10，包含溶质和溶剂两部分。其中，溶剂为去离子水。按溶质总质量分数100％计，其各组分和质量百分比含量如下：10～20wt％硅溶胶，1～2wt％氢氧化钾，0.02～0.05wt％表面活性剂，其余为pH调节剂，各物质在去离子水中通过超声混合均匀。本发明提供的化学机械抛光液腐蚀作用适中，在保证抛光液化学作用前提下，能够获得超光滑、无损伤的铌酸锂表面；氧化石墨烯可以促使工件表层氧化并形成软化层，加快工件表面的抛光效率，缩短抛光时间。

摘要： 本发明涉及一种锗晶体化学机械抛光的抛光液及使用方法，包括粗抛液和精抛液，所述粗抛液按重量％计主要由下列原料组成：磨料粒径15‑110nm、浓度≥40wt％、硬度≤7Mohs的SiO2水溶胶磨料10‑50％、氧化剂0.2‑1.5％、pH调节剂0.5‑2％、螯合剂0.2‑1.5％、表面活性剂0.1‑1％；精抛液主要有表面活性剂0.1‑0.5％，余量为去离子水。选择两步抛光法进行化学机械抛光，第一步选用粗抛液，第二步选用精抛液，两步抛光在同一台抛光机上完成。有益效果：可以解决锗晶体材料化学机械抛光过程中速率低、粗糙度高、金属离子及颗粒沾污等问题。

摘要： 本发明提供一种激光辅助氮化镓晶体化学机械抛光方法，其中，所述激光辅助氮化镓晶体化学机械抛光方法至少包括如下步骤：S1，采用激光对所述氮化镓晶体的表面进行照射修饰；S2，在化学腐蚀与机械研磨的作用下对照射修饰后的所述氮化镓晶体进行抛光和表面平坦化。本发明通过激光辅助的方式对氮化镓晶体进行CMP之前的表面处理，克服了氮化镓晶体研磨过程耗时久和易碎的技术瓶颈，减小了物料消耗，提高了研磨效率，降低了氮化镓晶体的损伤程度，可以显著提高研磨效率和良率。

摘要： 本发明涉及一种锗晶体化学机械抛光的抛光液及使用方法，包括粗抛液和精抛液，所述粗抛液按重量％计主要由下列原料组成：磨料粒径15-110nm、浓度≥40wt％、硬度≤7 Mohs的SiO