电气石的研究开发与利用
电气石负离子释放材料的制备及性能研究
电气石负离子释放材料的制备及性能研究电气石负离子释放材料的制备及性能研究引言:电气石是一种天然矿物质,其具有独特的电气特性。
近年来,人们越来越关注电气石的应用,特别是其在负离子释放材料中的潜力。
本文将重点介绍电气石负离子释放材料的制备方法及其性能研究。
一、电气石负离子释放材料的制备方法1. 电气石的提取与净化电气石一般存在于石英矿石中,其提取过程需要进行矿石的破碎、粉碎和筛分等步骤。
随后,利用浸泡、浮选和干燥等工艺方法可以分离出电气石。
而为了得到纯净的电气石,还需要进行净化处理,如酸洗或碱洗等。
2. 电气石的改性处理由于天然电气石的结构不够均匀且含有杂质,因此需要进行改性处理,以提高其负离子释放性能。
常见的改性方法包括离子交换、热处理和化学处理等。
离子交换能够将电气石中的杂质离子置换为特定的离子,从而提高其纯度。
热处理则可以通过改变电气石的晶格结构,增强其负离子释放效果。
化学处理则可以将电气石与其他物质反应,以改变其化学成分和结构。
3. 电气石负离子释放材料的制备首先,将改性后的电气石粉末与聚合物或陶瓷粉末进行混合。
其次,通过压制、成型和烧结等工艺将混合物制备成块状或颗粒状的电气石负离子释放材料。
最后,进行表面处理,如抛光或涂覆等,以提高电气石材料的外观和性能。
二、电气石负离子释放材料的性能研究1. 负离子的释放性能负离子的释放性能是电气石负离子释放材料最重要的性能之一。
通过负离子检测仪可以测量材料中负离子释放的数量和速度。
研究表明,制备方法、电气石质量和改性处理等因素都会对负离子释放性能产生影响。
2. 表面电荷密度电气石负离子释放材料的表面电荷密度是影响其负离子释放性能的重要参数之一。
通过表面电位仪可以测量材料表面的电位差,从而计算出其表面电荷密度。
研究发现,改性处理可以显著增加电气石材料的表面电荷密度,从而提高负离子的释放效果。
3. 其他性能研究除了负离子释放性能和表面电荷密度,还可以对电气石负离子释放材料进行其他性能的研究。
托玛琳1
托玛琳托玛琳一.基础知识托玛琳又叫电气石,英文名叫tourmaline,长期以来作为一种珍贵的宝石材料被开发利用。
如中国的碧玺、外国的祖母绿等都属于托玛琳材料。
科学家研究发现,托玛琳是一种含有多种微量元素和矿物质,具有压电效应和热电效应的天然永久的电极晶体材料。
在温度和压力变化的情况下,会引起晶体两极产生一定的电压,在世界上250多种的矿物质中,仅有托玛琳晶体同时具有压电效应和热电效应。
近十年来,随着保健科技的不断进步,托玛琳因其科技含量高、保健功能强、作用持久、应用范围广而日益受到国内外专家们的重视,在健康产业、食品业、建筑装饰业、家电业、农业、畜牧业等方面有着巨大发展前景,被喻为21世纪的环保健康新材料。
托玛琳主要生产于巴西及我国的新疆、西藏等地,由铁(Fe)、锰(Mn)、镁(Mg)、锂(Li)等微量元素组成,由于主要化学成分的不同而呈现出黑、粉红、绿、紫等不同的颜色。
化学式为Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18](Bo3)3(OH,F)4。
托玛琳是一种晶体状的天然矿物质,带有永久性电极(该性能是目前被发现的大自然矿物中极少数之一),具有压电效应和热电效应。
压电效应是指给晶体施加一定的压力,晶体既产生带电现象。
热电效应是指给晶体一定的热量,即能使晶体出现带电现象。
托玛纤维素是以托玛琳等纯天然燃料经高科技手段加工而成的环保健康新材料。
以托玛琳纤维素为主要原料,经高科技加工制作的健康功能寝具产品,具有高效的远红外健康负离子、舒爽的生物电、丰富的矿物质、理想的抑菌力等五大功能,可对人体起到全方位的保健作用。
二.托玛琳的保健作用1.高效的远红外红外线是指波长在0.76---1000 微米的电磁波。
电磁波波谱的波长由短至长依次排列为:Y射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、毫米波、微波、无线电波等。
医学上把波长在2.5微米以上的红外线称之为远红外线。
介于4---14微米的远红外线与人体辐射相匹配,能产生温热效应,促进人体的新陈代谢,被“称为生命之光”。
电气石的研究开发与利用
电气石?电气石,英文名称Tourmaline,中国商品名称“碧玺〞,“ Tourmaline〞一词是从古僧伽罗(锡兰)语“Turmali〞衍生而来的,意思为“混合宝石〞。
电气石是一种天然宝石,电气石是其在矿物学中的名称,电气石是一种含硼及成分复杂的硅酸盐矿物。
一般为柱状结晶体形态。
电气石既是一种晶体,又是一种电介质,还是一种带电的石头。
电气石的由来古希腊神话里将电气石喻为普罗米修斯留给人间的火种的化身;古埃及的传说里,那么将电气石喻为沿着地心通往太阳的一道彩虹。
在西方,电气石被称为“权利之石〞,经常作为权利的象征被达官显贵们佩戴;在中国,电气石又因为与“辟邪〞谐音〔碧玺〕而被人们所喜欢。
相传,假设可以找到彩虹的落脚点,就可以找到永久的幸福和财富,彩虹虽常有,却总也找不到它的起始点。
直到1500年,一只葡萄牙勘探队在巴西发现一种宝石,居然闪耀着七彩霓光!像是彩虹从天上射向地心,沐浴在彩虹下的平凡石子在沿途中获取了世间所囊括的各种色彩,被洗练的晶莹剔透。
不是所有的石子都有如此幸运,这藏在彩虹落脚处的宝石,被后人称为“碧玺(Tourmaline)〞,亦被誉为“落入人间的彩虹〞。
在中国文化中,“碧玺〞这个词语最早出清朝。
清朝的古典?石雅?中曾有相关记载:“碧亚么之名,中国载籍,未详所自出。
清会典图云:妃嫔顶用碧亚么。
滇海虞衡志称:碧霞玺一曰碧霞玭,一曰碧洗;玉纪又做碧霞希。
今世人但称碧亚,或作璧玺,然已无问其名之所由来者,惟为异域方言,那么无疑耳。
〞在清朝之后的一些历史著作中,也找到了“砒硒〞、“碧玺〞、“碧霞希〞等称呼,而现代社会那么称呼这种奇特的宝石为碧玺。
传说碧玺特别受慈禧太后的喜欢,慈禧太后的殉葬品中就有很多碧玺首饰。
仍然有很多中国人特别喜欢碧玺首饰,碧玺首饰的价格也一路飙升,很多朋友都会定制碧玺首饰送给自己的亲朋好友。
碧玺首饰的种类很多,例如碧玺项链、碧玺戒指、碧玺吊坠等等。
碧玺谐音“辟邪〞。
电气石的特性及其在健康与环保领域的新用途
电气石的特性及其在健康与环保领域的新用途摘要:电气石具有永久性自发极化效应,其极化值不受外界电场影响。
已经证实电气石颗粒周围存在静电场,而且电气石颗粒能够释放负离子和发射远红外线。
利用电气石的这些性质,可将电气石应用于环境与健康领域,如水处理环保涂料及健康衣料等。
因此电气石是一种很有前景的天然绿色环保材料。
关键词:电气石;环保与健康;应用电气石具有独特的电学性质,是指其既有压电效应又具有热电效应的性能,这是由其特殊的晶体结构决定的。
电气石晶体内部结构具有唯一的极轴(也称电轴),其方向与晶体柱状延长方向一致。
当压力或温度变化时,其内部由于总电矩发生变化,在极轴方向的两端产生符号相反数量相等的电荷,构成静电场——自发极化效应,前者称为压电效应,后者称为热电效应。
电气石各种新用途的开发应用,都是基于这一特性为依据的。
研究表明,电气石具有产生负离子,产生生物电级微电流及发射远红外等性能,对人体健康与环境保护有极其重要的作用。
一、电气石发射远红外线的特性电气石具有压电效应和热电效应的双重特性,当压力、温度变化时,其晶体内部质点发生强烈振动,产生波长4~l 4um,发射率0.92以上的远红外辐射。
人体是一个天然辐射体,同时又是一个良好的吸收体。
人体对远红外线的吸收有2.5~4um,5.6~lOum两个吸收峰。
根据匹配理论,当红外线波长和被辐照物体的吸收波长相对应时,物体分子产生共振吸收。
电气石发射4~14um的远红外线,恰好与人体吸收相匹配,形成最佳吸收。
因此,电气石发射远红外的特性,在医疗保健方面得到广泛的应用。
二、电气石在人体健康方面的作用促进和改善血液循环.电气石远红外线作用于皮肤后,大部分能量被吸收转换为热能,引起皮温升高,刺激皮肤内热感受器,通过丘脑反射,使血管平滑肌松弛血管扩张,血液循环加强。
另一方面,由于热效应,引起血管活性物质的释放,血液循环得以改善。
需要特别强调的是,关于改善微循环的作用。
电气石技术参数
电气石英文名叫tourmaline,长期以来作为一种珍贵的宝石材料被开发利用。
如中国的碧玺、外国的祖母绿等都属于托玛琳材料。
科学家研究发现,托玛琳是一种含有多种微量元素和矿物质,具有压电效应和热电效应的天然永久的电极晶体材料。
在温度和压力变化的情况下,会引起晶体两极产生一定的电压,在世界上250多种的矿物质中,仅有托玛琳晶体同时具有压电效应和热电效应。
近十年来,随着保健科技的不断进步,托玛琳因其科技含量高、保健功能强、作用持久、应用范围广而日益受到国内外专家们的重视,在健康产业、食品业、建筑装饰业、家电业、农业、畜牧业等方面有着巨大发展前景,被喻为21世纪的环保健康新材料。
托玛琳主要铁(Fe)、锰(Mn)、镁(Mg)、锂(Li)等微量元素组成,由于主要化学成分的不同而呈现出黑、粉红、绿、紫等不同的颜色。
托玛琳是一种晶体状的天然矿物质,带有永久性电极(该性能是目前被发现的大自然矿物中极少数之一),具有压电效应和热电效应。
压电效应是指给晶体施加一定的压力,晶体既产生带电现象。
热电效应是指给晶体一定的热量,即能使晶体出现带电现象。
托玛纤维素是以托玛琳等纯天然燃料经高科技手段加工而成的环保健康新材料。
以托玛琳纤维素为主要原料,经高科技加工制作的健康功能寝具产品,具有高效的远红外健康负离子、舒爽的生物电、丰富的矿物质、理想的抑菌力等五大功能,可对人体起到全方位的保健作用。
二.托玛琳的保健作用1.高效的远红外红外线是指波长在0.76---1000 微米的电磁波。
电磁波波谱的波长由短至长依次排列为:Y射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线、毫米波、微波、无线电波等。
医学上把波长在2.5微米以上的红外线称之为远红外线。
介于4---14微米的远红外线与人体辐射相匹配,能产生温热效应,促进人体的新陈代谢,被“称为生命之光”。
远红外线对人体健康有以下特殊作用:改善微循环:微循环是指微动脉与微静脉之间微血管中的血液循环。
电气石晶体结构特点、性能及其应用
电气石晶体结构特点、性能及其应用摘要:电气石复杂的化学组成和特殊的晶体结构使其具有独特的性质,如压电性、热电性及自发极化性,能发射红外线、释放负离子、产生生物电等,因而在医疗保健、环保等领域有着广泛的用途和良好的发展前景。
本文总结了我国电气石资源的分布情况,主要对电气石的结构、性质、制备及应用现状进行了综合论述。
关键字:电气石结构性质应用Crystal Structure, Properties and Applications of TourmalineAbstract With the very complex chemical composition and special crystal structure, tourmaline obtains excellent and unique characteristics, such as piezoelectricity, pyroelectricity and spontaneous polarization, emission of infrared ray, release of negativeions, and generation of bioelectricity and so on. Therefore, it has wide uses and favorable development prospect in the fields of medical treatment, health protection and environment protection and so on. This article summarized the mineral resources status of tourmaline in China,and the structure, properties, fabrication methods and current status of application of the tourmaline are mainly reviewed as well.Key Words tourmaline, structure, property, application引言电气石是一种硅酸岩矿物,其工艺名称为“碧玺”。
电气石的性能研究及其应用展望
电气石的性能研究及其应用展望摘要: 电气石族矿物化学成分高度多样化,因其本身具有热电性,压电性及自发极化性,不仅可以作为珍贵的宝石,而且在科学技术、环保等领域有着广泛的用途和应用前景。
文中主要对电气石的理化性质、及应用现状进行了综述,并指出了存在问题和发展趋势。
关键词: 电气石; 净水; 电磁屏蔽;0 引言:早在公元1500 年中期,葡萄牙一支探险队在巴西发现了这种宝石——电气石,并取名为:托玛琳,意为“多彩宝石”。
荷兰人在航海的途中发现它不仅能够吸引轻小物质,还可以把周围一些轻小的灰尘或草屑吸引过来,所以,电气石又被人们称之为“吸灰石”[1]。
1768 年,科学家林内斯又发现这种矿石具有压电型和热电性的性质,后来人们才把它叫做现在的名称“电气石”[2]。
研究表明,电气石是地球上现存的唯一带永久性电极的矿物质[3]。
1 研究背景电气石作为新兴发现的工业矿物,其应用是十分广泛的。
它应用的领域有化工、建材、环保、轻工、医药、电子、化妆品等领域。
由于电气石具有独一无二的矿物性质,使得它加工产品具有较高附加值,所以电气石的研究一直以来都是热点。
并且这些年来根据工业、农业、医药类等需求不断扩大了对电气石的开发应用,同时对电气石的产品的工艺研究也更为深入,所以电气石目前的应用前景很广泛。
电气石和水接触后会立即发生反应,会被瞬间负离子化,同时也降低了碱性。
其机理是:电气石负电极的电子一接触到水便瞬间放电,将水电解成 H+和 OH-,H+与电气石发出的负离子结合而被中和,变成 H原子释放出来。
OH- 则和 H2O 分子相结合,产生了碱性负离子或羟基负离子,这两种离子具有活性作用。
一滴水中含有 1.67×1021水分子,一杯水是由数亿个水分子组成的分子团。
自来水含有杂质,并且自来水中的水都是大分子团,由于分子团大,所以水很难被吸收。
水中的电气石利用电压将大的水分子团体分解成小的、已于吸收,并且对身体有利的水,此过程即是使水的活化,皮肤及细胞对这样的小分子水吸收性增强,使皮肤更滋润,身体更健康。
电气石简介
◎电气石简介电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物,其工艺名称为碧玺,英文名:Tourmaline,意为“红玉骨绥(sui )”、“混合宝石”。
在我国的一些历史文献中也有将“托玛琳”称之为砒硒、碧霞希、碎邪金等,但多称为“碧玺”。
电气石最早发现于斯里兰卡,当时被视为与钻石、红宝石一样珍贵的宝石。
人们注意到这种宝石在受热时会带上电荷,这种现象称为热释电效应,故得名电气石。
电气石的化学式:Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6 : Si6O18] : BO3 3(OH,F)4 或写成通式:NaR3Al6 : Si6O18] : BO3 3(OH,F)4。
【化学组成】电气石是一种硼硅酸盐矿物,即除硅氧骨干外,还有[ BO3络阴离子团。
其中Na+可局部被K+和Ca2+弋替,(0H)-可被F-代替,但没有Al3+代替Si4+现象。
R位置类质同像广泛,主要有4个端员成分,即:镁电气石(Dravite)R=Mg ;黑电气石(Schorl):R=Fe ;锂电气石(Elbaite):R=Li+Al ;钠锰电气石(Tsilaisit)R二Mn 。
根据富含元素含量,可将电气石分为铁电气石、镁电气石、锂电气石等,并且某些类型的电气石之间还存在固熔现象。
一直以来,电气石被作为宝石矿物加以利用,少量用于仪器设备中的光学元件,大量非宝石级电气石几乎未得到利用。
1989 年,日本学者Kubo发现并提出电气石具有永久性自发极化效应,从而为电气石为工业矿物,尤其是在环境与健康领域应用幵辟出崭新的途径。
有关电气石的记载,始于古锡兰,之后陆续发现它具有电性、压电性,并被用于红外光谱探测和热像等仪器上。
1989 年,日本学者Kubo 首次发现了电气石存在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象,就此对电气石微粉的电场效应展开了一系列应用研究,由此兴起了电气石在环境、人体保健领域的研究新热潮。
此后,日本,美国等国学者纷纷开始了对这一方面的应用性研究,陆续申请了多项地利。
电气石
电气石——多功能环保健康新材料郭 力(咸阳非金属矿研究设计院,陕西咸阳 772021)1 前 言电气石是全球稀缺的非金属矿产资源,宝石级电气石称“碧玺”,主要产于巴西、中国、印度等。
它是一种在自然状态下电子永久流动能产生静电场的一种矿石,并能在无源状态下使空气和水产生碱性负离子。
从20世纪90年代开始,日本、美国等国家在用电气石改善环境和人体保健方面的研究和开发被认为是矿物材料领域里的一场革命,目前,已开发应用在环保(水、气净化)、化工、功能陶瓷、人体保健、农业等领域有几十个系列数百种产品,并且取得了很好的经济效益。
2000年日本与电气石有关的产品市场销售额高达100亿美元。
而中国对电气石的应用研究至今几乎是空白。
随着日、美等国对电气石大量开发利用,国人也开始了解到了它的价值,得到了一些前瞻性科研单位和企业的关注,并已着手研究开发相关产品。
据日本专家预测中国市场在今后的五年内将会形成研究开发和生产与电气石相关的环保和人体健康产品的热潮,届时中国的资源优势和巨大的市场需求潜力将会显示出强大的生命活力。
2 电气石的基本性能电气石是一种硼硅酸盐类矿物,其化学式可简写成NaR3A16B3Si6O27(OH)4,其中Na可部分被K和Ca代替,OH可被F代替,R的位置同质多像广泛,根据晶体结构内的R端组分不同可分为呈褐色和黄色的镁电气石、黑色的铁电气石、玫瑰色的锂电气石、淡蓝色的钠锰电气石和深绿色的铬电气石。
矿物硬度为7~7.5,密度3.3~3.25,柱状晶形,柱石有纵纹、横断面呈球面三角形,无解理,常见形多为复三方单锥晶体,集合体呈棒状、柱状、放射状、束针状以及致密块或隐晶质块状。
电气石的晶体结构为三方晶系,即硅氧四面体组成的复三方环,由于晶体结构特别,导致两个高电荷的原子在结晶格架上排列明显错位、由此致使晶体一端为电荷正极,另一端为电荷负极,电子永不停息的从负极流向正极,从而形成了电流和静电场。
(1) 静电永久地产生微弱电流,形成静电场电气石晶体结构本身具有永久带电和永久保持着正极和负极的特性,它和铀矿石具有放射性形成放射场,磁铁矿石具有磁性形成磁场一样,具有形成电场的特性。
电气石矿物在陶瓷材料中的应用及作用机理
电气石矿物在陶瓷材料中的应用及作用机理摘要:电气石是一种工业矿物,化学成分复杂,种类繁多。
本文将着重介绍电气石成分、结构以及一些特性,并阐述了电气石矿物在陶瓷材料中的应用以及它的作用机理。
关键字:电气石陶瓷应用作用机理The application and mechanism of tourmaline mineral in ceramic materialsAbstract:Tourmaline is a kind of industrial minerals which has a complex chemical composition and wide varieties.The article introduce the composition , structure and some characteristics of tourmaline at first, and then explained the application and mechanism of action of Tourmaline Mineral Material in Ceramic Material.Keyword: tourmaline ceramic use mechanism of action1、电气石1.1电气石的基本简介电气石,英语称Tuomailin译为托玛琳。
中国在公元644年唐太宗征西时得到了这种宝石,称“碧玺”,并将它刻制成印章。
清朝时把“托玛琳”称为“碧玺”琢刻而成的莲花,重达1056.25克(三十六两八钱),价值白银75万两。
在中国的一些历史文献中也有将“托玛琳”称之为砒硒、碧霞希、碎邪金等,但多称为“碧玺”。
在1880年,居里家族揭开了这种宝石的秘密,既:Tourmaline晶体两端都带有正、负电核,表面流动着0.06mA的微电流,因此就有了“电气石”这个学名。
1986年,日本科研人员发现,电气石被粉碎的越细,所释放的能量越大。
电气石矿物简介与可选性实验的必要性
一、 电气石电气石矿物矿物矿物简介简介郭银祥电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物,莫氏硬度7~7.5,密度3.03~3.25 g/cm 3,随着成分中Fe ,Mn 含量的增加,密度亦随之增大。
常见的主要有四大类:镁电气石,黑电气石,锂电气石,钠锰电气石。
颜色随成分不同而异:富含Mg 的电气石常呈褐色和黄色,富含Fe 的电气石呈黑色,富含Li 、Mn 和Cs 的电气石呈玫瑰色,亦呈淡蓝色。
此外,电气石常具有色带现象,垂直c 轴由中心往外形成水平色带,或c 轴两端颜色不同。
玻璃光泽,无解理。
有时可有垂直L3方向裂开。
电气石具有压电性、热电性、自发电极、红外辐射等独特而重要的性质,广泛应用于电子、化工、环保以及人体保健等领域,是矿物材料开发领域的热点之一。
电气石作为一种潜在的具有极大开发前景和经济价值的天然矿物材料,必将会有巨大的供求市场,因此国内电气石矿的开发势在必行。
一、 国外电气石的开发研究概况1989年,日本学者Kubo首次发现了电气石存在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象,他对电气石微粉的电场效应展开了一系列应用研究,由此兴起了电气石在环境、人体保健领域的研究新热潮。
此后,日本、美国等国学者纷纷开始了这方面的应用性研究,陆续申请了多项专利。
近几年,世界各地一些科研机构投入庞大资金从南美等地购入电气石,粉碎成微粒进行研究及工业性试验。
在电气石开发研究领域,日、美、韩及一些欧洲国家处于领先水平,涉足的领域也很广泛,如电子、医药、化工、轻工、环保等,其产品有替代洗衣粉的洗涤球、皮肤和头发洗涤剂、化妆品填料、污水处理剂(装置)、浮尘吸收剂、人造纤维等,日本科技界将电气石广泛用于环保、医疗、日用化工、塑料、建筑装潢、国防、负离子发生装置、健康衣料及保健品、化妆品、卷烟、配药、汽车、涂料、改良土壤、水质处理、净化空气以及屏蔽电磁辐射等高科技领域。
1.1 水处理研究方面电气石具有热电性与压电性,能吸附空气中的细小灰尘,同时还可以增强饮水活性,从而可用于饮用水活性化、污水处理、农作物施喷等领域。
电气石的环境功能属性及应用研究动态
收稿日期:2005-08-12作者简介:何登良,男,26岁,硕士,主要从事环境材料研究。
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)课题(2001AA322070)[开发利用]电气石的环境功能属性及应用研究动态何登良,董发勤(西南科技大学材料学院,四川 绵阳 621010)摘要:电气石具有永久性自发极化效应,由于电气石颗粒周围存在静电场,从而使电气石具有发射远红外线、释放负离子、电磁屏蔽和水处理等优良的环境功能属性。
本文概述了电气石的远红外、释放负离子、电磁屏蔽、水处理等环境功能属性以及当前国内外在这些领域的应用研究动态。
阐述了电气石矿物物化特性与应用之间的关系,并展望电气石的应用前景。
关键词:电气石;环境功能属性;应用中图分类号:P578.953;TD985 文献标识码:A 文章编号:1007-9386(2006)01-0010-05The Environmental Functional Property of T ourmaline and the Trends of ApplicationHe Dengliang, Dong Faqin(Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan, 621010)Abstract: One of the most important properties of tourmaline is its electric property. Tourmalines have spontaneous and perma-nent poles, which form electrostatic fields around tourmaline particles with c axial plane as two poles. So the tourmaline possess some environmental functional property, such as emit far-infrared ray 、release anionic 、electromagnetic interference shielding 、treatment of water etc. Theses environmental functional properties and trends of application is presented in the paper. The author expatiate the connection between properties and application in the last. At same time, prospect the application foreground of tourmaline.Key words: tourmaline; environmental functional property; trends of application电气石(Tourmaline)是电气石族矿物的总称,是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物,结构式为Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al 6[Si 6O 18][BO 3]3(OH,F)4。
电气石的性质与运用专属性的研究
电气石的性质与运用专属性的研究摘要: 电气石族矿物化学成分高度多样化, 因其本身具有热电性, 压电性及自发极化性, 不仅可以做为珍贵的宝石, 而且在科学+技术、环保等领域有着广泛的用途和应用前景。
文中主要对电气石的颜色多样性机理, 性质, 运用属性进行了综述, 并指出了存在问题和发展趋势关键词:电气石,性质,专属性,运用电气石是一种结构和化学成分都很复杂的环状硅酸盐矿物, 其一般的化学组成为: XY3Z6Si6O18(BO3)3V式中, X=N a+,Ca2+,K+。
Y=Mg2+,Fe2+,Mn2+,Al3+,Fe3+,Mn4+,Cr4+,Li+,Ti4+.Z=Al3+,Mg2+,Cr3+。
V=O2+,OH-。
W=O2-, OH-, F-. Y位置Z 位置存在广泛的类质同像现象。
很多研究还发现, 存在Si 替代位于四面体位置B 的现象。
电气石为三方晶系, C3v- R3m, 晶体结构为硅氧四面体共角顶相连, 组成复三方环, B的配位数为3, 组成平面三角形, Y和Z都能组成八面体,与[BO3]共氧相连。
X 原子位于环氧四面体的复三方独特的性质使其在环境,卫生医疗保健,电磁屏蔽等领域有着广泛的用途。
1.电气石的性质电气石因其化学成分的变化而有多种颜色, 晶体常呈柱状, 次为纤维状集合体, 有的呈针状或着粒状。
具有玻璃光泽, 硬度为7~ 7. 5, 密度为3. 02~3. 25/ cm3 , 无解理, 具有脆性。
1. 1颜色多样性电气石能呈现多种颜色, 目前关于电气石致色机理主要有以下两种看法。
(1) 电气石中存在广泛的类质同像现象, 不同金属离子间的置换导致其颜色多样, 其化学组成轻微的变化就能导致完全不同的颜色.例如, 富锰的颜色多为红色, 富铁的颜色多为黑色, 富铬的颜色多为褐黄色。
(2) 电子或离子孔势阱( hole t raps)的产生。
K.K rambrock 等用C射线辐射电气石产生黄色中心, 并用EPR,ENDO和O DEP R 对这个黄色中心分析, 发现辐射诱导产生的黄色中心与电气石组成结构中O孔势阱的产生紧密相连, 他们认O 位于O1 位置( OH 位置的基本组成单元, 为3个八面体所共有) 。
电气石是什么它的作用
电气石是什么它的作用电气石的五种优点单晶体电气石最大的优点是能够产生永久性微弱电流为0.06毫安培,与通过人体神经的电流类似,促使血液循环顺畅其.特性大致分为下列五项。
(1)产生负离子负离子又称为[空气的维他命],具有调节人体离子平衡作用,能使身心放松,活化细胞,提高自然治愈率等作用,并能抑制身体的氧化或老化,现代的环境具有许多促使正离子生成的要因,身体经常处于紧张状态,因此,负离子是现代人不可或缺的物质,此外,负离子也具有除臭的功效。
(2)电解水水电解后,能获得界面的活性作用、氯的安定化、铁的钝化(预防红色铁锈生成而发生红水)、水的还原化、去除二氧化硅与粘合物(微生物集合体)等各种效果。
电气石与水反应,就能处理连化学洗剂和化学物质都很难处理的问题。
(3)缩小水分子束水分子(H2O)并非单独存在,其分子会相互结合,形成分子束。
分子束较小的水能去除氯或不纯物,味道佳,而且能够提高身体的渗透力。
(4)放射远红外线(4-14微米的成长光线)远红外线能够渗透到身体深层部位,温暖细胞,促进血液循环,使新陈代谢顺畅。
电气石远红外线发射力将近100%,数值较其他矿物高。
(5)含有有效微量矿物质[编辑本段]托玛琳远红外线的作用远红外线对人的健康有着对中枢神经系统的作用,可加速血液循环,改善脑组织微循环状况,使脑细胞得以充分的氧气及养料供给,加强新陈代谢,使大脑皮层失衡状况得以改变,加深抑制过程,起到镇静、安眠作用。
并且对循环系统也得到调节,人体吸收大量远红外后的热效应可使皮肤温度升高,刺激皮内热感应器,通过丘脑反射使血管平滑肌松弛,血管扩张血流加快,并引起血管活性物质的释放,血管张力降低,使小动脉、毛细动脉及毛细静脉扩张,促使血流加快,从而带动人体大循环的加快,由于血流加快,使大量远红外能量被带到全身各组织器官中,作用到微循环系统,调节了微循环血管的收缩功能,使纤细的管径变粗,加强血液流动,瘀滞扩张的血管变滞流为线流,这就是远红外对微循环血管的双向调节。
电气石结构
电气石结构1. 引言电气石是一种具有特殊光学性质的矿物,其结构和性质在科学和工程领域中具有广泛的应用。
本文将介绍电气石的结构、特性以及相关应用。
2. 电气石的结构电气石是一种由硅酸盐组成的晶体,其化学式为Ca2Al3(SiO4)3(OH),属于正交晶系。
它通常呈现出深红色、橙色或黄色,具有玻璃光泽。
电气石晶体呈柱状或板状,具有完美的解理。
在电气石晶体中,铝离子取代了硅酸盐中的硅离子,形成了不平衡的电荷。
这种不平衡导致了电气石晶体具有特殊的光学性质。
3. 电气石的特性3.1 光学性质由于电荷不平衡,电气石晶体表现出双折射效应。
当光线通过电气石晶体时,会被分为两个方向传播,并产生两个偏振方向。
这种特性使得电气石成为一种重要的光学材料。
3.2 热稳定性电气石具有良好的热稳定性,能够在高温环境下保持其结构和性质。
这使得电气石在高温工艺和炼化过程中有着广泛的应用。
3.3 化学稳定性电气石对酸、碱等化学物质具有较强的稳定性,不易被腐蚀和溶解。
这使得电气石在化学工业中具有重要的应用价值。
4. 电气石的应用4.1 光学器件由于电气石具有双折射效应,它被广泛应用于光学器件中,如偏振片、光纤耦合器、激光器等。
这些器件利用了电气石晶体对光线的特殊处理能力,实现了光信号的调制和控制。
4.2 环境监测由于电气石对温度和压力变化敏感,它可用于制造环境监测设备。
通过测量电气石晶体的双折射效应的变化,可以获得环境参数的精确测量结果。
4.3 电力传输电气石具有良好的热稳定性和化学稳定性,使其成为高温环境下电力传输的理想材料。
电气石可以用于制造高温超导材料和电力传输设备,提高能源利用效率。
4.4 化工工业由于电气石对化学物质具有较强的稳定性,它被广泛应用于化工工业中。
例如,在酸碱反应过程中,可以使用电气石作为催化剂载体,提高反应效率和产物纯度。
5. 结论电气石是一种具有特殊光学性质的矿物,在科学和工程领域中具有广泛的应用。
它的结构、特性和应用使其成为一种重要的功能材料。
综述自发极化
综述电气石的自发极化现象电气石属于环状硅酸盐矿物,其晶体的化学式为XY3Z6Si6O18(BO3)3(OH,F)4,其中X=Na、Ca、K、□(空位),Y=Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al、Fe3+、Mn3+、Li,Z=Al、Fe3+、Cr3+、Mg。
电气石晶体结构由6个硅氧四面体组成的六方环状结构、3个硼三角、3个[ Y-O5(OH) ]八面体顶角相联,沿C轴对称形成。
在20世纪80年代,日本学者T.Kubo利用离子吸附实验和电气石粉体电解水产生氢气的实验,间接证明了电气石存在自发电极。
后来,中国学者冀志江等人,利用电子探针首次观察到电气石自发极化的存在[1]。
在电气石小颗粒被电子束轰击后,显微照片中轰击区域亮度不同(如图1):颗粒的一端表面比较亮,中心区域和另一端则表面则较暗。
反映了被轰击颗粒两端带电性质的不同,两端表面电场的方向不同。
亮度较大的一端,电子束击出的二次电子较多,反映该端带负电荷,是电气石颗粒的负极;亮度较小的区域,电子束击出的二次电子较少,反映该端带正电荷,是电气石颗粒的正极。
从而,证实了电气石颗粒两端带有异号电荷。
图1 电气石小颗粒被电子击发后的显微照片关于电气石自发极化产生的原因,人们尚未有统一的结论。
目前被大部分学者所接受的是,电气石的自发极化现象应该跟其独特的晶体结构有关。
电气石结构图见图2。
首先,硅氧四面体的顶角氧原子指向同一方向。
其次,电气石晶体中存在Y-O5(OH)和Al-O5(OH)两种八面体结构扭曲,从而引起(BO3)3三角中硼原子从三角平面中向c轴的反方向位移,导致自发极化。
从这种观点出发,这两种八面体扭曲的程度越大,则电气石自发极化的现象也应更明显。
但是,有关电气石自发极化的原因、以及影响因素还有待人们进一步研究。
图2 电气石结构图电气石晶体周围存在着沿c轴的静电场,这也使得电气石具有表面电场,并且表面电场是电气石自发极化的重要体现。
1965年,日本学者S.Yamaguchi计算得出电气石表面的电场强度约为100Kv/cm[2]。
电气石的精石颗粒制备及其相关研究介绍
电气石的精石颗粒制备及其相关研究介绍马倩倩/文【摘要】电气石是非金属矿物领域中较为重要的一类硅酸盐类矿物,属非可再生类天然矿物。
电气石因具有压电性、远红外性及可以释放负离子等特性而具有很大的应用价值。
近些年来备受欢迎。
本文主要从三大方面介绍了电气石,其中包括电气石基本介绍、精石颗粒制备研究以及与电气石相关的研究。
【关键词】电气石;非金属矿;精石颗粒制备;压电性电气石是电气石族矿物的总称,是多元素以含硼为特征的环状结构天然硅酸盐矿物。
电气石是地壳中常见的含硼矿物,也是矿床学及矿物学研究中常常对于寄主岩石具指示意义的矿物。
电气石的结构通式为XY 3Z6[Si 6O 18][BO 3]3W 4Z,其中X=Ca 2+、Na +、K +、□(空位),Y=Mg 2+、Fe 2+、Li +、Mn 2+、Al 3+、Fe 3+,Z=Al 3+、V 3+、Cr 3+、Mg 2+,W=OH -、F -、O 2-。
在电气石的晶体结构中X、Y、X、W 位置的离子,一部分可以被性质相同的离子所占据,因此电气石族矿物中存在类质同象的现象。
根据电气石晶体中的成分,国际矿物学界将电气石族的矿物分为14种。
《结晶学及矿物学》中沿用系统矿物学的分类方法,按照Y 位置离子种类,将电气石划分为黑电气石、镁电气石、锂电气石和钠锰电气石4个端元组分[6]。
1.1 电气石的性能电气石晶体具有近似三角形的柱状形状,两端有着不同的晶形,柱面上存在纵向纹路,通常表现出柱状、针状、放射状和块状集合体的形态。
晶体具有玻璃光泽,断口有松脂光泽,颜色半透明至透明。
无解理。
电气石晶体的莫氏硬度为7~7.5,比重为2.98~3.20。
电气石由于其优异独特的性能,使得其在环保、电气、医药、化工、建筑等领域受到了研究者的广泛关注[2]。
1.2 电气石资源我国电气石资源丰富,有电气石产出报告省份达到了25个,尤其是西部地区的电气石产出比较丰富,目前国内的电气石主要产地有内蒙古、山东、广西、辽宁、云南、新疆等地,除少数结晶较好的宝石级电气石之外存在大量的低等级电气石和大量电气石废料[5]。
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《电气石》电气石,英文名称Tourmaline,中国商品名称“碧玺”,“ Tourmaline”一词是从古僧伽罗(锡兰)语“Turmali”衍生而来的,意思为“混合宝石”。
电气石是一种天然宝石,电气石是其在矿物学中的名称,电气石是一种含硼及成分复杂的硅酸盐矿物。
一般为柱状结晶体形态。
电气石既是一种晶体,又是一种电介质,还是一种带电的石头。
电气石的由来古希腊神话里将电气石喻为普罗米修斯留给人间的火种的化身;古埃及的传说里,则将电气石喻为沿着地心通往太阳的一道彩虹。
在西方,电气石被称为“权力之石”,经常作为权力的象征被达官显贵们佩戴;在中国,电气石又因为与“辟邪”谐音(碧玺)而被人们所喜爱。
相传,如果能够找到彩虹的落脚点,就能够找到永恒的幸福和财富,彩虹虽常有,却总也找不到它的起始点。
直到1500年,一只葡萄牙勘探队在巴西发现一种宝石,居然闪耀着七彩霓光!像是彩虹从天上射向地心,沐浴在彩虹下的平凡石子在沿途中获取了世间所囊括的各种色彩,被洗练的晶莹剔透。
不是所有的石子都有如此幸运,这藏在彩虹落脚处的宝石,被后人称为“碧玺(Tourmaline)”,亦被誉为“落入人间的彩虹”。
在中国文化中,“碧玺”这个词语最早出清朝。
清朝的古典《石雅》中曾有相关记载:“碧亚么之名,中国载籍,未详所自出。
清会典图云:妃嫔顶用碧亚么。
滇海虞衡志称:碧霞玺一曰碧霞玭,一曰碧洗;玉纪又做碧霞希。
今世人但称碧亚,或作璧玺,然已无问其名之所由来者,惟为异域方言,则无疑耳。
”在清朝之后的一些历史著作中,也找到了“砒硒”、“碧玺”、“碧霞希”等称呼,而现代社会则称呼这种奇特的宝石为碧玺。
传说碧玺特别受慈禧太后的喜爱,慈禧太后的殉葬品中就有很多碧玺首饰。
依然有很多中国人特别喜欢碧玺首饰,碧玺首饰的价格也一路飙升,很多朋友都会定制碧玺首饰送给自己的亲朋好友。
碧玺首饰的种类很多,例如碧玺项链、碧玺戒指、碧玺吊坠等等。
碧玺谐音“辟邪”。
在清代,碧玺曾成为权力的象征,是一品和二品官员的顶戴花翎的材料之一,也用来制作他们佩戴的朝珠。
同时,碧玺也是慈禧太后的最爱,因此在慈禧太后时代,碧玺在中国受到了前所未有的重视。
独揽朝政的慈禧太后除了对翡翠情有独钟外,还对颜色丰富多彩、变幻万千的碧玺万分宠爱,是位十足的碧玺迷。
清朝慈禧太后的殉葬品中,有一朵用碧玺雕琢而成的莲花,重量为36两8钱,以及一个碧玺做成的枕头,当时就值75万两白银。
北京故宫珍宝馆数百件奇珍异宝中有一枚硕大的桃红色碧玺带扣称之为清代碧玺中极品,带扣为银累丝托上嵌粉红色碧玺制成,此碧玺透明且体积硕大局部有棉绺纹。
银托累丝双钱纹环环相套,背后银托上刻有小珠文“万寿无疆”“寿命永昌”,旁有“鸿兴”“足纹”戳记,中间为细累丝绳纹双“寿”与双“福”,此碧玺长5.5cm、最宽5.2cm,碧玺中当属透明且桃红为珍品,在清朝事情更显珍贵。
电气石的主要成分电气石的主要化学成分是无机的硅铝酸盐。
其中包括Sl2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、k2O、Na2O、TiO2、p2O5、MnO等,还含有动物所需的全部常量元素,如:K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素,约58种之多。
电气石是一种天然的药物矿石,含有人体所必需的钾、钠、钙、镁、磷常量元素和锌、铁、硒、铜、锶、碘、氟、偏硅酸等十八种微量元素。
微量元素约占人体重的0.025%,虽然其含量甚微,但是它在人类的生命过程中起着重要作用,它们在人体中含量不足或过剩都会影响健康,甚至危及生命。
因此人体必须不断的通过各种途径补充微量元素,以满足人本生长发育和维持正常的新陈代谢水平的需要。
电气石中含铝硅酸盐类(长石),对色素和细菌有吸附能力,如果将电气石研成粉末,离子溶出和吸附作用增强。
电气石处理水使水变成了带+的、-的电原子团多的水。
电气石能吸附水中游离子,电气石经水后,可溶出对人体和生物体有用的常量元素K、Ca、Mg及Si、Fe、Zn、Cu、Mo、Se、Mn、Sr、Ni、V、Li、Co、Cr、I、Ge、Ti等微量元素。
电气石形成的原因电气石属火山岩类,其主要矿物质是火山岩。
电气石被认为是5000-7550万年前火山喷射出的熔岩埋于地下,经过火山的高湿、炎热春天所产生的酸性物质以及地壳变动所产生的压力而形成。
由此可以推断,电气石产于火山地带。
电气石的神奇作用电气石能够永久产生生物电电气石能够产生永久性微弱电流为0.06毫安培,与通过人体神经的电流类似,促使血液循环顺畅。
电气石能够释放远红外线(4—14微米的成长光线)远红外线能够渗透到身体深层部位,温暖细胞,促进血液循环,使新陈代谢顺畅。
电气石远红外线发射力将近100%,数值稳定且原高于其他矿物。
经研究发现,电气石在常温下就能发射出4—14微米的远红外线,与人体易于吸收的波段恰好匹配,特别容易被肌肤所吸收,所以能为肌肤深层赋氧。
电气石具有释放负离子的特性大自然中的“负离子”能清除导致机体老化的氧自由基,令机体细胞更加健康有活力。
电气石含有有效微量矿物质电气石含有各种天然矿物质,其中有许多与人类必须的矿物质相同。
借着生物电的作用,体内矿物质容易被吸收,是极佳的矿物质来源。
电气石具有活化人体细胞水分子的作用电气石通过释放远红外线,活化水分子。
由于被活化的水体积变小,可以顺利通过细胞“亲水通道”(直径只有2mm),各种护肤营养成分和电气石释放的负离子也随之进入细胞,为实现肌肤的“深层赋氧”创造了条件。
会“产氧”正是“魔法石”电气石能够制作美女的秘密所在。
上述电气石的特点并非单独作用,而会发挥复合作用,产生各种效果。
电气石的分类按保健作用区分颜色,主要分为彩色电气石和黑色电气石。
按材质成分的不同,可分为晶体电气石和纤维电气石。
晶体电气石为黑色晶体状,外观呈现油腻光泽,硬度大,晶形完整,开发利用率最佳,质量上乘。
复三方单锥晶类。
晶体呈柱状。
晶体两端晶面不同,柱面常出现纵纹,横断面呈球面三角形。
通常出现在含宝石的稀有金属伟晶岩型、钠长石、锂云母、云英岩型中。
其具色带现象,条痕无色,玻璃光泽,无解理。
具脆性。
具压电性和热电性。
在紫外线光照射下,不发荧光至发弱的荧光,在显微镜透射光下具多色性。
按收藏文玩区分按照颜色划分(商业收藏文玩界称“碧玺”)电气石的成分复杂,颜色也复杂多变。
国际珠宝界基本上按颜色对电气石划分商业品种,颜色越是深价值越高。
蓝色电气石(Indicolite):浅蓝色至深蓝色电气石的总称。
蓝色碧玺较为罕见,因此是收藏界价值较高的色种。
蓝色电气石产于俄罗斯西伯利亚风化花岗岩的黄粘土中,巴西、马达加斯加和美国也均有。
红色电气石(Rubellite):粉红至红色电气石的总称。
红色是电气石以紫红色和玫瑰红色最佳,有红碧玺之称,在中国有“孩儿面”的叫法。
但自然界以棕褐、褐红、深红色等产出的较多,色调变化较大。
同时,碧玺的比重会随颜色而变化;深红的比重大于粉红色的。
棕色电气石(Dravite):颜色较深,富含化学元素镁。
棕色碧玺多产自斯里兰卡、北美洲的三国、巴西和澳大利亚。
(棕色电气石的英文名称源于奥地利的德雷韦地区。
)无色电气石(Achroite):无色碧玺十分稀有,仅在马达加斯加和美国加利福尼亚有少量的产量。
需要注意的是,市场上有一些无色碧玺是由粉红色碧玺加热淡化后制成的。
(无色碧玺的英文名称源于古希腊语“achroos”,无色的意思)绿色电气石(Green Tourmaline):绿色和黄色电气石是所有电气石颜色变种中最普遍的。
绿色电气石多产于巴西、坦桑尼亚和纳米比亚,而黄色的则分布在斯里兰卡。
彩色电气石:由于电气石色带十分发育,常在一个晶体上出现红色、绿色的二色色带或三色色带。
常见的有红绿相间的宝石,普遍称为“西瓜碧玺”(Watermelon Tourmaline),深受收藏家和消费者的喜爱。
电气石衍生产品电气石是一种天人珍贵的非金属矿物质材料,也是一种极为重要的新型功能能量材料。
因电气石存在自发电极,在其微利周围存在的静电场现象,可在常温下发射4-14um远红外线,永久的、延续的释放负离子,能产生与人体匹配的0.06mA生物电流的特性,电气石已经成为新世纪新型功能矿物材料热点开发之一。
考证,早在16世纪中期,葡萄牙探险队在巴西首次发现了一种多彩宝石,因其透明无暇、色彩斑斓,便取名为Tourmaline,即混合宝石或彩虹宝石之意。
到1880年居里家族发现了这种宝石的秘密;这种晶体两端永久带正、负电荷,表面流动着0.06mA微电流,因此有了“电气石”这个学名。
1986年日本科研人员发现,电气石粉碎越细,所释放的能量越大.因此电气石的矿物特性才被人们重视,一系列围绕电气石电场效应和其他矿物特性的研究与开发随之而来……矿物级的黑晶体电气石应用非常广泛,20世纪90年代以来,韩国、美国、日本及欧洲国家都展开了一系列针对电气石神奇功效的应用基础研究和产品工业实验研究,并处于领先水平,涉足的领域也非常广泛,电子、医药、化工、轻功、环保等。
仅仅日本就有120多种使用电气石粉的技术开发专利产品。
我们列举一下我们日常能见到的电气石成分应用衍生的产品电气石化妆品利用电气石开发的化妆品具有改善手,面颈部,血液循环;刺激穴位;调和脏腑功能;清除相应部位皮肤细菌螨虫效果独到;促进新陈代谢调节人体微循环,抑菌、调节皮肤湿度和温度;具有美容养颜激活皮下细胞的功能。
电气石饰品利用电气石开发的饰品具有改善全身血液循环,增强新陈代谢,改善内分泌,调整自律神经;增强人体免疫力的功能。
可解除疲劳,安定神经,调节脏腑功能,增强人体各器官生理功能,排除体内重金属,乳酸,尿酸,自由基等有害物质。
激发人体各腺体机能产生各类激素。
电气石服饰利用电气石开发的服饰可充分改善人体循环平衡阴阳,疏通经络平衡人体酸碱度促进新陈代谢,增强人体免疫力,激发人体自愈系统,酶系统等增加血液中钙,钠离子含量对骨质按正常化改造,对肌体起到全方位医疗保健。
电气石……电气石产品的特殊功效一、放射远红外线促进新陈代谢,改善微循环电气石是一种永远带电的石头,它具有独特的压电效应和热电效应,对人体健康有多种促进作用:可发射被称为“生命之光”的波长4--14微米的远红外, 与人体发射出来的远红外线的波长相近,能与体内细胞的水分子产生最有效的“共振”,在共振时每秒钟振动细胞膜200~240次。
同时具备了渗透性能,有效地促进细胞的生长和分裂。
电气石放射远红外线的频率是玉石的1000--2000倍,能够促进新陈代谢,改善微循环,加快血液在微血管中的流动性。
人体接受电气石的远红外线,能提高人体自愈力、免疫力和抵抗力,比如微循环不好造成的四肢冰冷,手足麻木,供血不足,头晕目眩,紫癜,浑身疼痛等。
人体在远红外的作用下,使微血管扩张,血液中大部分物质都是水,随着血液流动性的加快,水分的增加,稀释了血液,降低了血粘度和血脂,也是微循环改善的重要因素。