锐钛矿

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锐钛矿是二氧化钛(TiO 2)的亚稳态 矿物形式。尽管纯净的材料是无色或白色的,但天然形式的矿物通常会以黑色固体形式出现。TiO 2的另外两种天然存在的矿物形式是板钛矿和金红石。 锐钛矿通常被发现为小的、分离的、尖锐的晶体,并且像热力学稳定的金红石(二氧化钛中较常见的多晶型物)一样,在四方晶系中结晶。 锐钛矿在所有温度和压力下都是亚稳态的,金红石为平衡多晶型物。然而,由于其较低的表面能,锐钛矿通常...

锐钛矿

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锐钛矿二氧化钛(TiO 2)的亚稳态 矿物形式。尽管纯净的材料是无色或白色的,但天然形式的矿物通常会以黑色固体形式出现。TiO 2的另外两种天然存在的矿物形式是板钛矿和金红石

锐钛矿通常被发现为小的、分离的、尖锐的晶体,并且像热力学稳定的金红石(二氧化钛中较常见的多晶型物)一样,在四方晶系中结晶

锐钛矿

锐钛矿在所有温度和压力下都是亚稳态的,金红石为平衡多晶型物。然而,由于其较低的表面能,锐钛矿通常是许多过程中形成的xxx个二氧化钛相,并且在升高的温度下转化为金红石。尽管锐钛矿相和金红石相的对称度都相同,但是两种矿物的界面角之间没有关系,除了在45°和90°的棱柱区。锐钛矿的共同棱锥平行于其完美分裂的表面,在极边缘上具有一个82°9'的角,相应的金红石角为56°52½'。由于这种陡峭的金字塔,在1801年勒内·茹斯特·阿羽依评为矿物锐钛矿-从希腊 anatasis(“扩展”),晶体的垂直轴比金红石更长。锐钛矿和金红石的物理特征之间还存在其他重要差异:前者的硬度较低(5.5–6 vs. 6–6.5 Mohs),而密度较小(金刚砂的莫氏硬度为5.5–6 vs. 6–6.5 Mohs)。比重约为3.9对4.2。锐钛矿为光学阴性,而金红石为阳性;它的光泽甚至比金红石更强烈的金刚烷金属金刚烷。

锐钛矿的生长习惯

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可以区分锐钛矿晶体的两种生长习惯。更常见的是简单的尖锐双棱锥,其呈靛蓝色至黑色,并具有钢铁光泽。这种晶体是在丰富勒布尔杜瓦桑在多芬,它们与石晶,相关的长石和斧石在裂缝花岗岩云母-片岩。类似的晶体,但具有微观尺寸,广泛分布在沉积岩中,例如砂岩、粘土和板岩,可以通过洗掉粉状岩石中较轻的成分而将它们分离。锐钛矿的(101)平面是热力学最稳定的表面,因此是天然和合成锐钛矿中暴露最广泛的面。

第二类晶体具有许多金字塔形的面,并且习惯上通常较平坦或有时呈棱柱形。颜色蜂蜜黄色至棕色。这种晶体酷似磷钇矿在外观上,也的确是对应该属于这一物种很长一段时间,特殊名称wiserine被应用到它们。它们发生附着在裂缝的墙壁片麻岩中的阿尔卑斯山,在Binnenthal近布里格是一个著名的地方。锐钛矿后金红石的天然存在的假晶型也是已知的。

虽然锐钛矿不是TiO 2的平衡相,但它在室温附近是稳定的。在550至约1000°C的温度下,锐钛矿转化为金红石型。这种转变的温度在很大程度上取决于杂质或掺杂剂以及样品的形态。

合成锐钛矿

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由于其作为半导体的潜在应用,锐钛矿通常是合成制备的。结晶锐钛矿可以在实验室中通过化学方法例如溶胶-凝胶法来制备。实例包括四氯化钛(TiCl 4)或乙醇钛的受控水解。通常在这种合成过程中包括掺杂剂以控制锐钛矿的形态,电子结构和表面化学。

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  1. 锐钛矿
  2. 锐钛矿的生长习惯
  3. 合成锐钛矿

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