电气石矿物的提纯、改性和材料化应用
2021-11-30金成国李珍
金成国,李珍
1.宜宾学院 材料与化学工程学部,四川 宜宾 644000;2.中国地质大学(武汉) 材料与化学学院,湖北 武汉 430074
引 言
电气石(NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4,R=Mg,Fe,Mn,Li,Al)矿物最早在斯里兰卡(锡兰)被发现,由于电气石矿物的透明和颜色多变性,被古人作为宝石。1703年,原产于斯里兰卡的电气石被荷兰人带到欧洲,被以古僧伽罗(锡兰)语命名为turmali[1]。由于电气石晶体可以吸附细小的灰尘和草屑,又称之为“吸灰石”[2]。1747年,瑞典科学家Carolus Linnaeus发现电气石可以产生压电效应和热释电效应[3]。1880年,法国科学家Pierre Curie和Jacques Curie证实了电气石的热释电和压电性能[2,4]。1989年,日本科学家Kubo发现了电气石中存在的自发性永久电极[5],就此带来电气石研究和开发的热潮,拉开了电气石作为工业矿物材料应用的帷幕。
电气石矿物材料是以天然电气石矿物为主要原料加工、制备的具有特殊功能的材料。电气石矿物材料主要包括超细电气石粉和改性超细电气石粉,以及以超细电气石粉或改性超细电气石粉为原料制备的电气石陶瓷、电气石纤维、电气石涂料、电气石复合材料等。
电气石宝石主要以美观性、耐久性、稀有性和无毒等属性为主导,而电气石矿物材料主要强调其功能属性,如自发极化、热释电、红外辐射和吸附性能等。电气石矿物材料就是为了实现电气石的某些功能性应用属性,将电气石矿物按照人类的意志进行再加工,得到的一种功能性材料。
在应用时,电气石矿物材料主要以粉体形式出现,并根据需要可以将粉体加工成各种形状的聚集体(如电气石陶瓷),或负载于其他材料上(如电气石纤维)。……
