Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Можно сказать, что сжатый под действием механической силы кристалл перед стадией разрушения обязательно проходит стадию двойникования. Разрушение (образование фигуры удара) инъецируется в двойниковой компоненте в соответствии с присущей ей анизотропией механических свойств, а затем лишь продолжается в материале матрицы.
Пока неясно, должны ли двойниковые домены фиксироваться в кристалле при ударном воздействии или могут возвращаться в исходное состояние после снятия давления. Имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют о том, что для получения устойчивых механических двойников давление следует прикладывать в течение достаточного времени. После кратковременного давления (удара) двойники на поверхности кварца (как будто бы) не фиксируются. Следует заметить, однако, что обнаружение методом травления мелких поверхностей двойников (а именно такого рода двойники должны формироваться при ударе) может оказаться трудно выполнимой задачей. Они могут полностью растворяться плавиковой кислотой. Дополнительные трудности их обнаружения может создавать образование самой «фигуры удара», т. е. локальное разрушение кристалла в интересующем участке поверх-112 пости. В рамках физико-химических представлений двойник является фазой. Поэтому для его образования, как и для образования любой фазы, необходимы, по крайней мере, два фактора: зародыш и время. При ударе фактор времени отсутствует, а роль зародыша выполняет кристалл, «возвращающий» двойник в исходную монокристаллическую ориентацию.
Неструктурная примесь и включения в синтетическом кварце
Одним из характерных свойств, отличающих синтетические кристаллы кварца от природных, является тиндалевское рассеяние света, обнаруживаемое чаще всего в образцах, полученных с высокими скоростями роста. Установлено, что увеличение интенсивности опалесценции сопровождается уменьшением показателя преломления и одновременным возрастанием диффузного максимума в области 3000 нм. Последующими исследованиями было показано, что в опалесцирующих областях обнаруживается повышенная концентрация натрия, достигающая в отдельных случаях десятых долей процента, причем синтетический кварц, обогащенный натрием, необратимо мутнеет после нагревания до температуры 600—700 °С. Высказывалось предположение, что молочно-белая окраска обусловлена частицами новой фазы (литиевого алюмосиликата), которые выделяются в кварце при температуре 843 К, нагретом предварительно выше точки a^?-превращения. Однако рентгеноструктурные исследования не подтвердили этого вывода. В отожженном молочно-белом кварце не удалось выявить новые фазы и зафиксировать изменение параметров решетки. Поэтому примесь, вызывающая опалесценцию и молочную окраску в кварце, условно была названа неструктурной.
При изучении закономерностей распределения неструктурной примеси в синтетическом кварце методом отжига кристаллов получены следующие результаты. В интенсивно опалесцирующих и мутнеющих после отжига кристаллах спектрофотометрическим методом обнаружено повышенное содержание натрия. Коэффициент захвата примеси натрия, а также интенсивность помутнения кристаллов после отжига возрастают с увеличением скорости роста и существенным образом зависят от природы грани. Вследствие этого распределение неструктурной примеси в кристалле носит отчетливо выраженный зональный и секториальный характер.
Предельные концентрации натрия, при которых кристаллы кварца не мутнеют после отжига при температуре 970—1070 К, не превышают двух-трех тысячных долей процента. Максимальные концентрации натрия в быстрорастущих пирамидах (<с>, <-fs>, <kc/c>) достигают десятых долей процента. Такие образцы после отжига полностью теряют прозрачность и становятся фарфоровидными. Некоторые категории оптических неоднородно-стей в синтетическом кварце связаны с неравновесным зональным и секториальным распределением неструктурной примеси. Области с повышенной концентрацией неструктурной примеси харак-
8 Заказ JA 122 113 Рис. 28. Распределение неструктурной примеси в синтетическом кварце, выявленной после прокаливания при температуре 700 °С в течение 1 ч:
а—б — пластины толщиной 2 мм из с-кристалла, ориентированные параллельно плоскости Zx {а) н базнсу (б). Боковое освещение. Ув. 5
теризуются пониженным показателем преломления, в результате этого они могут быть визуально выявлены в полированных блоках (рис. 28).
Для каждой грани существует вполне определенная «пороговая» скорость vf, при которой адсорбированные слои примеси включаются в объем соответствующей пирамиды. Величина v' определяется температурой кристаллизации, физической природой растущей поверхности и не зависит от давления. Максимальной величиной «пороговой» скорости обладает грань с, минимальной— грань —X. Адсорбционная активность Ф,- граней кварца по отношению к неструктурной примеси может быть охарактеризована следующим неравенством:
ф_;> фг>ф+5> Ф+х » Фс
Эта зависимость позволяет определять секториальное распределение неструктурной примеси в синтетическом кварце, которое фиксируется в препаратах, ориентированных параллельно граням с, т и +X.
