【原创】数一数,非金属矿物有多少种物理特性?


来源:中国粉体网   黑金

[导读]  非金属矿物的物理特性,你都了解吗?

中国粉体网讯  非金属矿及其材料广泛应用于建材、冶金、化工、交通、机械、轻工等传统产业领域以及电子信息、生物医药、新能源、新材料、航空航天等高新技术产业,已成为国家的支柱产业之一。当前社会对非金属矿物加工的需求处于快速提升状态,非金属矿物加工设计直接影响非金属矿物材料的实际加工质量及效率、加工产物与实际需求的吻合性等。而非金属矿物加工的基础要建立在了解非金属矿物基本特征之上。非金属矿物的物理特性,你都了解吗?



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(一)颜色


颜色是矿物最明显、最直观的物理性质,对鉴定矿物具有重要的实际意义。矿物的颜色,是其对光产生吸收、透射、反射等作用后产生的。根据产生的原因与矿物本身的关系,可分为:


(1)自色:即矿物自身所固有的颜色,对同一种矿物来说一般是比较固定的,如黄铜矿的铜黄色,孔雀石的翠绿色,磁铁矿的铁黑色等。

(2)他色:是指矿物因含外来带色杂质(一般与色素离子有关)而引起的一种颜色。

(3)假色:是指某些物理因素所引起的呈色显现,而且这种物理过程的发生,不是直接由矿物本身所固有的成分或结构所决定。矿物中常见的假色有锖色、晕色、变彩、乳光等。


(二)条痕


条痕是矿物在条痕板上擦划后留下的痕迹的颜色。由于它消除了假色,减低了他色,因而比矿物颗粒的颜色更为固定,故可用来鉴定矿物。


(三)透明度


矿物的透明度是指矿物可以透过可见光的程度。根据矿物在标准厚度在0.03mm的岩石薄片中透光的程度,分为透明、半透明、不透明。影响透明度的因素还包括包裹体、气泡、裂隙和矿物的集合方式。


(四)光泽


光泽是指矿物表面对可见光的反射能力,对大多数矿物来说,它们光泽的强弱主要由反射光的光量来决定。矿物光泽,根据反射光由强到弱的次序分为:


(1)金属光泽:如黄铁矿、方铅矿。

(2)半金属光泽:如磁铁矿。

(3)金刚光泽:如金刚石、闪锌矿的光泽。

(4)玻璃光泽:如石英、方解石的光泽。


此外,由于反射光受到矿物的颜色、表面平坦程度及集合方式等的影响,常呈现出一些特殊的变异光泽,主要有:


(5)油脂光泽:如同油脂的光泽。

(6)树脂光泽:像树脂平面所呈现的光泽。

(7)丝绢光泽:像蚕丝或者丝织品那样的光泽。

(8)珍珠光泽:像贝壳凹面上呈现的那种柔和而多彩的光泽。


(五)发光性


发光性是指矿物体受到外加能量的激发,能发出可见光的性质。根据发光激发源的不同,分为光致发光、阴极射线发光、热发光三种。根据发光持续时间长短可分为荧光和磷光两种。


(六)硬度


矿物硬度是指矿物抵抗刻划、压入或研磨能力的大小。它是矿物物理性质中比较固定的性质之一,因而也是矿物的一个重要鉴定特征。


日常生活中常借用指甲(硬度>2)、铜具(3)、小刀(5~5.5)、瓷器碎片(6~6.5)等来代替标准硬度矿物来帮助测定被鉴定矿物硬度。


(七)密度


矿物的相对密度是指矿物(纯净单矿物)的质量与4℃时同体积水的质量之比。


矿物相对密度的变化范围很大,可从小于1(如琥珀)到23(铂族矿物)。矿物的相对密度主要取决于它的化学组成和晶体结构。


(八)解理


矿物晶体在外力作用下,沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的性质,叫解理。裂成的光滑平面,叫解理面。根据得到解理的难易,解理片薄厚,解理面大小及平整光滑程度,将解理分为5级:


(1)极完全解理:极易获得解理,解理面大而平坦,极光滑,解理片极薄,如云母,石墨等的解理。


(2)完全解理:易获得解理,常裂成规则的解理块,解理面较大,光滑而平坦,如方解石,方铅矿等解理。


(3)中等解理:较易得到解理,但解理面不大,平坦和光滑程度也较差,碎裂面上既有解理面又有断口,如普通辉石等矿物解理。


(4)不完全解理:较难得到解理,解理面小且不光滑平坦,碎裂面上主要是断口,如磷灰石,绿柱石等解理。


(5)极不完全解理:很难得到解理,仅在显微镜下偶而可见零星的解理缝,一般谓之无解理。


(九)断口


具极不完全解理的矿物,尤其是没有解理的晶质和非晶质矿物,它们受外力打击后,都会发生无一定方向的破裂,其破裂面就是断口。这些矿物的断口,常各自有着固定的形状,根据断口的形状可分为:


(1)贝壳状断口:呈椭圆形的光滑曲面,并具同心圆纹,和贝壳相似。如石英和一些非晶质矿物的断口。

(2)锯齿状断口:呈尖锐锯齿状,如自然铜。

(3)纤维状断口:呈纤维丝状,如石棉的断口。

(4)参差状断口:呈参差不平的形状,如磷灰石的断口。

(5)平坦状断口:断面平坦,如块状高岭石的断口。


(十)裂开


外观看上去很像解理的裂开性质,与解理成因不同,也可以作为某些矿物种的鉴定特征。如刚玉、磁铁矿等的裂开性质。


(十一)弹性与挠性


矿物在外力作用下发生弯曲形变,当外力撤除后,在弹性限度内能够自行恢复原状的性质,称为弹性。如具层状结构的云母及链状结构的角闪石石棉表现出弹性。而某些层状结构的矿物,在撤除使其发生弯曲形变的外力后,不能恢复原状,这种性质称为挠性。如滑石、绿泥石、蛭石、石墨和辉钼矿等。


(十二)脆性与延展性


矿物的脆性是指矿物受外力作用时易发生碎裂的性质,它与矿物的硬度无关。自然界绝大多数非金属晶格矿物都具有脆性,如自然硫、萤石、黄铁矿、石榴石和金刚石等。


矿物受外力拉引时易成为细丝的性质称为延性;矿物的展性则是指矿物在锤击或碾压下易形变成薄片的性质。物体的延性和展性往往同时并存,故一般统称为延展性,它是矿物受外力作用发生晶格滑移形变的一种表现,是金属键矿物的一种特性。某些硫化物矿物,如辉铜矿等,也表现出一定的延展性。


(十三)磁性


磁性是指矿物可被外磁场吸引或排斥的性质。矿物在外磁场下所表现的性质是不相同的,有的矿物可被普通的磁铁吸起,如磁铁矿,磁黄铁矿等,这些矿物通常称为磁性矿物。


有的不能被普通磁铁吸起,但能被强的电磁铁吸起,如赤铁矿,黑云母等,这类矿物一般称为电磁性矿物。


而有些矿物则被磁场所排斥,如自然铋,黄铁矿等,这类矿物称之为逆磁性或抗磁性矿物。


矿物的磁性对于鉴定、分离矿物,选矿及磁法找矿都具有重要意义。


(十四)导电性


矿物对电流的传导能力,称之为矿物的导电性。矿物的导电能力差别很大,有些矿物几乎完全不导电,如石棉、云母等是绝缘体;有些极易导电,如自然金属矿物和某些金属硫化物,是电的良导体;某些矿物当温度增高时导电性增强,温度降低时具绝缘体性质,导电性介于导体与绝缘体之间叫半导体,如闪锌矿等。


矿物的导电性主要取决于化学键的性质,具金属键的矿物因其结构中有自由电子存在,所以导电性强;具离子或共价键矿物结构中一般不存在自由电子,所以导电性弱或不导电。


(十五)荷电性


矿物在外界能量作用下,能激起矿物晶体表面电荷的性质,称为矿物的荷电性。具有荷电性的矿物,其导电性极弱或不具导电性,

荷电性分为:


(1)压电性:是指某些矿物晶体,当受到定向压力或张力时作用时,能激起晶体表面电荷的现象,如水晶。

(2)热电性:是指某些矿物晶体,当受热或冷却时,能激起矿物晶体表面荷电现象,如电气石


除此之外,矿物还有其他物理性质,如导热性、热膨胀性、熔点、易燃性、挥发性、吸水性、可塑性、放射性等等,它们在矿物鉴定、应用及找矿上常有重要的意义。


参考资料:

杨华明等.非金属矿物加工理论与基础

刘新国.矿物晶体的基本知识


(中国粉体网编辑整理/黑金)

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