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.

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.

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: α-полугидрат (СаSО4∙ 0,5Н2О), β-полугидрат (СаSО4∙0,5Н2О), γ-обезвоженный полугидрат, β-обезвоженный полугидрат, α- ангид­рит (СаSО4), β-ангидрит и γ-нерастворимый ангид­рит.

α-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.

Рис. 6. Продукт обжига α-полугидрата при 150° (150Х)

Удельный вес 2,72—2,73. Главная составная часть высо­котемпературного гипса.

β-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. β-Полугидрат менее устойчив, чем α-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 — αиβ. Отличается по своим свойствам от природного растворимого ангидри­та. Растворимый ангидрит имеет форму призм с прямым погасанием и положительным удлинением. Показатели преломления для α-ангидрита: Ng=1,570, Np=1,554, для β-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).