电气石
电气石(Tourmaline),又称碧玺,是电气石族矿物的总称,化学成分较复杂,是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物,是典型的高温气成矿物之一。因这种矿物在受热时会带上电荷,故得名电气石1。电气石属于三方晶系2。
电气石按其颜色的不同,主要分为黑色电气石和彩色电气石1。电气石硬度通常为7-7.5,其密度分不同种类而略有不同。电气石具有压电性3、热释电性、导电性、释放负离子性等独特性能,通过物理或化学方法与其他材料复合,可制得多种功能材料,被应用于环保、电子、建材等领域。
基本信息
- 中文名
电气石
- 外文名
tourmaline
- 特性
压电性、热释电性、远红外辐射和释放负离子性等
- 相关标准
JC/T 2012-2010电气石 电气石粉
- 应用领域
宝石饰品、建筑材料、水处理
基本简介
表现形式

电气石是一类环状硅酸盐矿物,其结构通式可表示为XY3Z6Si6O18(BO3)3W4,式中X=Na+、Ca2+、K+、空位,Y=Mg2+、Fe2+、Mn2+、AI3+、Fe3+、Mn3+、Li+,Z=AI3+、Fe3+、Cr3+、Mg2+,W=OH-、F-、O2-。其中X,Y,Z三位置的原子或离子种类不同会影响电气石的物理性质。晶体结构的对称性为R3m。电气石的主要矿种有铁电气石(Sehorl)、镁电气石(Dravite)和锂电气石(Elbaite)等。
表现特点
自发电极性
当电气石晶体所处环境温度与压力变化时,晶体中带电粒子之间发生相对位移,正负电荷中心发生分离,晶体的总电矩发生变化,从而导致极化电荷产生。电气石的自发极化效应表现为,在电气石晶体周围存在着以c轴轴面为两极的静电场。当电气石晶粒很小时,电气石微粒的作用相当于一电偶极子,由于正负电荷作用相互抵消,在平行于c轴方向电场强度最大,电气石的自发极化效应是永久性的,与其结构和成分密切相关。
压电热电效应
电气石同时具有压电效应和热电效应,当周围环境发生变化,温度或压力改变时,电气石晶格内晶键发生扭转,电子发生转移,使得电气石一端带正电,另一端带负电。相反的电极被定义为c+和c-,c+是冷却或加压过程中沿c轴压缩的正极,c-是在加热或减压过程中沿c轴膨胀的负极。
物理属性
颜色随成分不同而异,富含Fe的电气石呈黑色,富含Li、Mn和Cs的电气石呈玫瑰色或呈淡蓝色,富含Mg的电气石常呈褐色和黄色,富含Cr的电气石呈深绿色4。
矿物密度
主要电气石族矿物及其密度如下表:
名称 | 密度/g·cm |
锂电气石 | 2.84-3.1 |
镁电气石 | 2.9-3.29 |
黑电气石 | 2.82-3.24 |
铁电气石 | 3.26-3.33 |
种类区分
物种分类