石英晶体碱(KOH、NaOH)腐蚀像及其与酸(HF)腐蚀像对比研究

石英晶体碱(KOH、NaOH)腐蚀像及其与酸(HF)腐蚀像对比研究

论文摘要

石英是非常广泛常见的一种矿物,主要成分是SiO2(二氧化硅),属于三方晶系,其点群为32(L33L2)。石英晶体的腐蚀像是指石英晶体表面及人工切面在酸、碱溶液中被侵蚀后形成的具有一定形状的蚀坑。对晶体腐蚀像的研究历史很长,最早是在矿物界,人们利用矿物晶体的天然或人工腐蚀像来研究晶体的对称、双晶等。但由于现代各种衍射技术的发明,这种应用已经不再被人们所重视了。虽然利用腐蚀像来研究晶体的对称特点以及晶体定向、双晶的识别是非常有效的方法,也能更准确、更深入地反映晶体对称的特点,但这种特点与晶体对称理论的联系还没有得到充分的、系统的认识,所以在地质界还没有得到广泛应用。本文选取具有广泛地质意义的α-石英单晶体为研究对象,采用两种碱性腐蚀溶剂(KOH溶液NaOH溶液)进行腐蚀实验,对石英单晶体上具有不同结晶学意义的代表晶面及人工切面进行了碱腐蚀像的微分干涉显微镜(DIC)和原子力显微镜(AFM)的观察与研究。通过对石英自然晶面六方柱面{1010)、菱面体正形面{1011}与菱面体负形面{0111}以及人工切面三方柱面{1120)、{2110}进行腐蚀像的观察研究,发现石英晶体同种单形的晶面(切面)腐蚀坑形态相同,不同单形腐蚀坑各有特点;同一单形的正形与负形腐蚀坑形状有不同;从建立的石英晶体各晶面及切面的碱(KOH)溶液蚀坑形态三维空间分布投影图可以将晶体的对称特点与对称理论相结合。另外,不同的腐蚀剂溶液在同一晶面上可能会产生不同的腐蚀像,人们在这方面的研究还比较少,本文对碱(KOH溶液、NaOH溶液)溶液与酸(HF)溶液在同样晶面及切面上不同的腐蚀像作出对比和讨论。酸、碱溶液所致的腐蚀坑形状虽有差异,但明显二者同样反映了晶体本身固有的L33L2对称。该研究表明,腐蚀像具有揭示晶体对称的理论意义,同时也具有矿物晶体在不同的酸性或碱性地质环境下腐蚀特点的指示意义。

论文目录

  • 作者简介
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 序言
  • 1.1 国内外研究现状
  • 1.2 研究内容、方法及技术路线
  • 1.2.1 本文的研究内容
  • 1.2.2 研究方法及技术路线
  • 1.3 本文的工作及主要创新点
  • 1.3.1 本文的主要工作
  • 1.3.2 本文的创新点
  • 第二章 实验
  • 2.1 石英晶体的特征概述
  • 2.1.1 石英晶体概述
  • 2.1.2 石英晶体切面的选择及晶面符号的确定
  • 2.2 实验样品及设备条件
  • 2.2.1 实验样品
  • 2.2.2 实验设备
  • 2.2.3 具体实验条件
  • 2.3 微分干涉显微镜和原子力显微镜的工作原理
  • 2.3.1 微分干涉显微镜的工作原理
  • 2.3.2 原子力显微镜的工作原理
  • 第三章 观察与讨论
  • 3.1 KOH溶液腐蚀坑形貌
  • 3.2 NaOH溶液腐蚀坑形貌
  • 3.3 石英晶体碱溶液腐蚀像在三维空间的分布
  • 3.4 石英在KOH溶液、NaOH溶液与HF溶液腐蚀像的比较
  • 3.5 对于腐蚀像中双晶的讨论
  • 3.5.1 石英双晶概述
  • 3.5.2 对石英样品双晶的观察
  • 第四章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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