12、叶蜡石、滑石及相关硅酸盐矿物的特性与应用

叶蜡石、滑石及相关硅酸盐矿物的特性与应用

1. 叶蜡石

叶蜡石有三种多型形式，分别是两层单斜（2M）、一层三斜（Tc）和无序形式。早期研究表明其可能存在单斜形式，空间群可能为C2/c，但层叠加的无序性使确定唯一空间群变得困难。后来的研究进一步证实了这些多型形式的存在，且发现一些样品是两种形式的混合物，还有些样品因自然或机械研磨而高度无序。

在水热实验中，不同温度会形成不同的多型。低温下形成单斜变体，短时间运行后在360°C形成无序变体，较高温度则形成三斜多型。叶蜡石的化学式为Al₂Si₄O₁₀(OH)₂，以一层三斜多型1Tc结晶，空间群为C¯1。它具有类似云母的层状结构，八面体片夹在两个四面体片之间（T - O - T单元），是二八面体结构，三分之二的八面体位置被铝占据。理想的端员叶蜡石中，每个T - O - T单元呈电中性，层间键为范德华力，结构具有高度柔韧性。

在2:1层状硅酸盐中，如叶蜡石1Tc，当较大的四面体片减小其横向尺寸以补偿较小的八面体片时，会出现偏离理想六边形四面体片的畸变。可以通过四面体旋转、增厚和八面体扁平化等方式来调整尺寸差异。叶蜡石中四面体旋转角α约为10.2°，八面体扁平化角ψ约为57.1°，四面体厚度角τ约为109.4°。

叶蜡石广泛应用于玻璃、陶瓷、耐火材料和压力传递介质的制造，因此了解其稳定性很重要。八面体片中的阳离子与六个O原子配位，其中两个在羟基中，羟基参与了硅酸盐的晶体学和物理化学性质及稳定性。叶蜡石的脱羟基过程涉及两个OH基团反应，每半个晶胞形成并消除一个水分子。目前提出了两种脱羟基机制，即均匀机制和非均匀机制。研究表明，脱羟基过程分两步进行，温度范围为450°C至850°C，且会形成中间相。

第一性