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電氣石（英文名稱：tourmaline）是電氣石族礦物的總稱，化學(xué)成分較復(fù)雜，是多條造巖礦物的集合體，是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。電氣石硬度通常為7~7.5，其密度分不同種類而略有不同，詳見下表。電氣石又稱托瑪琳石、碧璽等。電氣石具有壓電性、熱釋電性、導(dǎo)電性、遠紅外波段電磁輻射等性能。應(yīng)用領(lǐng)域包括復(fù)合材料、農(nóng)用環(huán)保領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、污水處理等領(lǐng)域。電氣石
本詞條是多義詞，共3個義項
硼硅酸鹽礦物
電氣石（tourmaline）是電氣石族礦物的總稱，化學(xué)成分較復(fù)雜，是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。電氣石硬度通常為7~7.5，其密度分不同種類而略有不同，詳見下表。電氣石又稱托瑪琳石、碧璽等。
電氣石具有壓電性、熱釋電性、導(dǎo)電性、遠紅外輻射和釋放負離子性等獨特性能，通過物理或化學(xué)方法與其他材料復(fù)合，可制得多種功能材料，被應(yīng)用于環(huán)保、電子、醫(yī)藥、化工、輕工、建材等領(lǐng)域。
基本信息
| 中文名 | 碧璽 |
| 硬度 | 7-8 |
| 別名 | 電氣石 托瑪琳 碎邪金 |
| 類別 | 硅酸鹽類-硼硅酸鹽 |
| 化學(xué)式 | Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH,F)4 |
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簡介
電氣石
電氣石是一類環(huán)狀硅酸鹽礦物，其結(jié)構(gòu)通式可表示為XY3Z6Si6O18（BO3）3W4，式中X=Na、Ca、K、空位， Y=Mg、Fe、Mn、AI、Fe、Mn、Li，Z=AI、Fe、Cr、Mg，W=OH、F、O。其中X，Y，Z三位置的原子或離子種類不同會影響電氣石的物理性質(zhì)。晶體結(jié)構(gòu)的對稱性為R3m。電氣石的主要礦種有鐵電氣石（Sehorl）、鎂電氣石（Dravite）和鋰電氣石（Elbaite）等。
主要電氣石族礦物及其密度如下表：
展開表格
電氣石塊
礦山直接開采下來的單個晶體狀或微小晶粒聚集成一定體積的塊狀電氣石。
電氣石砂
粒徑大于0.15mm小于5mm的電氣石顆粒。
電氣石塊或砂經(jīng)過加工獲得的粉狀產(chǎn)品。
對于各型產(chǎn)品的具體參數(shù)，請參見《JC/T 2012-2010 電氣石 電氣石粉》中相關(guān)規(guī)定。
研究簡史
有關(guān)電氣石的記載，始于古錫蘭，之后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)它具有電性、壓電性，并被用于紅外光譜探測和熱像等儀器上。1880年Jacques和Pierre首次發(fā)現(xiàn)了電氣石的壓電性效應(yīng)。1989年，日本學(xué)者Kubo首次發(fā)現(xiàn)了電氣石存在自發(fā)電極、電氣石微粒周圍存在靜電場現(xiàn)象，就此對電氣石微粉的電場效應(yīng)展開了一系列應(yīng)用研究，由此興起了電氣石在環(huán)境、人體保健領(lǐng)域的研究新熱潮。此后，日本，美國等國學(xué)者紛紛開始了對這一方面的應(yīng)用性研究，陸續(xù)申請了多項專利。
特性
自發(fā)電極性
當(dāng)電氣石晶體所處環(huán)境溫度與壓力變化時，晶體中帶電粒子之間發(fā)生相對位移，正負電荷中心發(fā)生分離，晶體的總電矩發(fā)生變化，從而導(dǎo)致極化電荷產(chǎn)生。電氣石的自發(fā)極化效應(yīng)表現(xiàn)為，在電氣石晶體周圍存在著以c軸軸面為兩極的靜電場。當(dāng)電氣石晶粒很小時，電氣石微粒的作用相當(dāng)于一電偶極子，由于正負電荷作用相互抵消，在平行于c軸方向電場強度最大，電氣石的自發(fā)極化效應(yīng)是永久性的，與其結(jié)構(gòu)和成分密切相關(guān)。
壓電、熱電效應(yīng)
電氣石同時具有壓電效應(yīng)和熱電效應(yīng)，當(dāng)周圍環(huán)境發(fā)生變化，溫度或壓力改變時，電氣石晶格內(nèi)晶鍵發(fā)生扭轉(zhuǎn)，電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，使得電氣石一端帶正電，另一端帶負電。相反的電極被定義為c和c，c是冷卻或加壓過程中沿c軸壓縮的正極，c是在加熱或減壓過程中沿c軸膨脹的負極。
分類
礦物種分類
有學(xué)者將電氣石分為鎂鐵鋰電氣石、鈣鎂電氣石、鈉錳電氣石、布格電氣石四個礦物種。
（1）鎂鐵鋰電氣石：Na（MgFeAlLi）3Al6（BO3）3（Si6O18）（O，OH，F(xiàn)）4
根據(jù)三元完全類質(zhì)同象（類質(zhì)同象是在一種晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中﹐本來完全可由某種離子或原子占據(jù)的位置﹐部分地由性質(zhì)類似的他種離子或原子所占據(jù)﹐共同形成均勻的﹑單一相的混合晶體的現(xiàn)象。一般而言，相互替代的原子或離子的半徑接近，離子類型和化學(xué)鍵相同或相近，則比較容易形成類質(zhì)同象替代，同時還要能保持電價平衡）種的劃分分為三個亞種：
鎂電氣石（Dravite）：NaMg3Al6（BO3）3（Si6O18）（OH）4
鐵電氣石（Schorl）：NaFe3Al6（BO3）3（Si6O18）（OH）4
鋰電氣石（Elbaite）：Na（Li1.5Al1.5）Al6（BO3）3（Si6O18）（OH）3（OH）
（2）鈉錳電氣石：NaMn3Al6（BO3）3（Si6O18）（OH）4
（3）鈣鎂電氣石：CaMg3（Al5，Mg）（BO3）3（Si6O18）（OH）4
（4）布格電氣石：NaFe3Al6（BO3）3（Si6O18）O3F
顏色分類
粉體改性方法
電氣石的電效應(yīng)、離子吸附性等會隨著其粉體粒徑的減小而呈增強趨勢，并具有一系列優(yōu)異的表面與界面性質(zhì)，但由于粉體顆粒的比表面積大，比表面能高，在制備和加工處理過程中極易產(chǎn)生團聚，使得電氣石在復(fù)合材料中分散不均勻，從而影響復(fù)合材料的綜合性能。為提高電氣石粉體在復(fù)合材料基體中的分散性，增強電氣石復(fù)合材料的綜合性能，需要對電氣石粉體進行表面改性。
機械力化學(xué)改性
該方法是指通過摩擦﹑粉碎等強烈機械力作用有目的地活化顆粒表面，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜或表面無定形化，從而增強它與有機物或其他無機物的反應(yīng)活性，達到表面改性的目的。
表面有機包裹法
應(yīng)用領(lǐng)域
水處理
由于電氣石具有永久的自發(fā)性電極，產(chǎn)生的靜電場對水中重金屬離子（Cu、Pb、Zn、Cd）和雜質(zhì)有吸附作用因此可將其應(yīng)用于污水處理等方面。
飾品原料
作為寶石原料。自然界電氣石（電氣石）是色彩和色調(diào)最豐富的礦物種。電氣石是具有獨特3次極軸的晶體結(jié)構(gòu)，在電氣石不同結(jié)晶學(xué)位置都有多種類質(zhì)同像出現(xiàn)，致使成分極為復(fù)雜。沿極軸方向隨著化學(xué)成分的變化，晶體結(jié)構(gòu)的調(diào)整，因此電氣石晶體色彩變換無窮，有紅色、粉紅色、黃色、藍色、綠色、紫色、茶色、無色、咖啡色、赤色、黑色等11種色彩，色調(diào)的過渡性層次感強烈。
電磁屏蔽材料
其他
發(fā)現(xiàn)
化學(xué)組成
物理性質(zhì)
電氣石有鎂電氣石、鋰電氣石、鉻電氣石、鐵電氣石等。
電氣石的顏色隨著成分不同而異：
富含F(xiàn)e的電氣石呈黑色，富含Li、Mn和Cs的電氣石呈玫瑰色，亦呈淡藍色，富含Mg的電氣石常呈褐色和黃色，富含Cr的電氣石呈深綠色。在自然界中，鎂電氣石、鋰電氣石非常稀少，一般用于珠寶工藝品，很難應(yīng)用于工業(yè)中。具有工業(yè)應(yīng)用價值的為鐵電氣石此外，電氣石常具有色帶現(xiàn)象，垂直c軸由中心往外形成水平色帶，或c軸兩端顏色不同。玻璃光澤。無解理；有時可有垂直L3的裂開。硬度7～7.5，相對密度3.03～3.25，隨著成分中Fe，Mn含量的增加，相對密度亦隨之增大。不僅具有壓電性，并且還具有熱釋電性(因為其單向軸L3是極軸)。
成因及產(chǎn)狀
另注
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碧璽：色彩最為豐富的寶石
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