28、真云母的结构、性质及相关研究

真云母的结构、性质及相关研究

1. 云母中离子取代与固溶体特性

1.1 铁云母（Annite）中的铝取代

铁云母中Al³⁺的掺入通过耦合取代[6]Fe²⁺ + [4]Si⁴⁺ ⇌ [6]Al³⁺ + [4]Al³⁺（Al - Tschermak取代）实现。除了这种取代，多种阳离子如Li⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Mn³⁺、Fe³⁺和Ti⁴⁺可进入八面体位置；Na⁺和Rb⁺可部分取代层间位置的K⁺，Fe³⁺、Al³⁺、Ge³⁺和Ga⁴⁺可进入四面体位置。
对于铁云母 - 铁锂云母（Ann - Sid）固溶体，确定了[6,4]Al取代的上限为Ann₂₅Sid₇₅。富含[6,4]Al的铁云母比端元铁云母在更高温度下稳定。通过水热技术合成了铁云母 - 铁锂云母固溶体中的云母，在0.12 ≤ x ≤ 0.75的组成范围内获得了单相样品K(Fe₃₋ₓAlₓ)(Al₁₊ₓSi₃₋ₓ)O₁₀(OH)₂。在500 °C时，Al³⁺的最大固溶度限制为x = 0.92；在700 °C时，为x = 0.82。控制取代限度的主要因素是四面体环的三方畸变ψmax。
晶格参数是Al³⁺含量的函数，a和b边长表现出各向同性变化。单斜角β的成分依赖性较小，在Al³⁺总量为2.4 apfu时出现不连续性。随着Al³⁺含量增加，M2 - O键长显著减小，而M1 - O键长几乎不变，表明Al³⁺优先占据M2位置。K - O距离的变化也很明显，反映了四面体片的三方畸变。随着Al³⁺掺入增加，四面体旋转角度α从铁云母中的约1.0°增加到富铝样品中的14.0°。

1.2 金云母（Phlogopite） - 镁铁锂云母（Eastonite）体系

金云母