Moissanite

Moissanite
Moissanite-USGS-20-1002b.jpg
Generelt og klassificering
andre navne

Siliciumcarbid

kemisk formel SiC
Mineralklasse
(og muligvis afdeling) 		elementer
System nr. til Strunz
og til Dana 		1.DA.05 ( 8. udgave : I / B.02)
01.03.08.01
Krystallografiske data
Krystal system sekskantet
Krystal klasse ; symbol 6 / mmSkabelon: krystalklasse / ukendt krystalklasse
Rumgruppe P 6 3 mc (nr. 186)Skabelon: rumgruppe / 186
Gitterparametre a  = 3,0810 (2)  Å ; c  = 15,1224 (10) Å
Formel enheder Z  = 6
Hyppige krystal ansigter [10 1 0]
Fysiske egenskaber
Mohs hårdhed 9.5
Massefylde (g / cm 3 ) målt: 3,1 til 3,29; beregnet: 3,21
Spaltning utydelig efter {0001}
Pause ; Fastholdenhed skallignende
farve farveløs, grøn, smaragdgrøn, grønlig gul, blålig, lysegrå, sort
Linjefarve grønlig grå, hvid
gennemsigtighed gennemsigtig
skinne Metalglans til diamantglans
Krystaloptik
Brydningsindeks n ω  = 2,616 til 2,757
n ε  = 2,654 til 2,812
Dobbeltbrydning δ = 0,038
Optisk karakter uniaxial positiv
Pleochroism svag

Moissanite , kemisk også kendt som carborundum eller siliciumcarbid , er et sjældent forekommende mineral fra elementernes mineralklasse. Det krystalliserer i det sekskantede krystalsystem med den kemiske sammensætning SiC og danner flade, afrundede, sekskantede krystaller op til fem millimeter i størrelse. Mineralet er farveløst i ren tilstand, men på grund af spor af andre grundstoffer såsom nitrogen , bor eller aluminium viser det en bred vifte af farver fra grøn (nitrogen) til blå til sort (aluminium, bor).

Etymologi og historie

Moissanite blev først påvist i 1904 af Henri Moissan i en mineralprøve af Canyon Diablo meteoritten fundet nær Barringer Crater . Dens sammensætning blev først undersøgt i 1892 af François Ernest Mallard og i 1893 af Georges Friedel ; De erkendte, at det indeholdt et særligt hårdt materiale, der var inert over for saltsyre , og begyndte oprindeligt, at dette var diamant. I 1904 var Moissan i stand til at undersøge en større mængde af meteoritten og genkendte ud fra de typiske sekskantede krystaller, at meteoritten indeholder siliciumcarbid. Det nye mineral blev opkaldt moissanit efter opdageren.

Den kunstige produktion af siliciumcarbid blev først opnået i 1891 af Edward Goodrich Acheson ; patenteret februar 1893; moissanit i perlekvalitet blev først lavet i 1997.

klassifikation

I Strunz-systemet tælles moissanit blandt ikke-metaller . Efter den 8. udgave danner den en gruppe halvmetaller og ikke-metaller sammen med chaoit , diamant, fullerit , grafit og lonsdaleite . I den 9. udgave er det den eneste repræsentant for ikke-metalliske carbider, en undergruppe af ikke-metalliske kulstof- og nitrogenforbindelser.

I Dana-systemet danner det en separat undergruppe af semimetaller og ikke-metaller.

Krystalstruktur

Krystalstruktur af α-moissanit

I den mest almindelige α-modifikation krystalliserer moissanit i det sekskantede krystalsystem i rumgruppen P 6 3 mc (rumgruppe nr.  188 ) med gitterparametrene a = 3,073  Å og c  = 15,08 Å samt seks formelenheder pr. enhed celle . Dette svarer til wurtzitstrukturen. Skabelon: rumgruppe / 186

ejendomme

Moissanite er et af de hårdest kendte naturligt forekommende stoffer, kun diamant er hårdere. Ligesom diamant er moissanit optisk gennemsigtig, men i modsætning til det er den dobbeltbrydende .

Moissanite krystalliserer typisk i sekskantede, tabelformede krystaller. Disse er fladt langs [10 1 0] planet og afrundes i hjørnerne.

De enkelte krystaller i naturlige forekomster er sjældent større end 1 mm. Fra og med 2014 betragtes en 4,1 mm lang prøve fundet i Israel som den største kendte naturlige moissanitkrystal.

Ændringer og sorter

Moissanite forekommer i forskellige polymorfe former. Disse inkluderer forskellige sekskantede, romboedriske og kubiske ændringer. Den sekskantede moissanit 6H-modifikation findes hyppigst, hvis struktur svarer til den for wurtzit . Den kubiske β-modifikation (moissanite-3C), som svarer til zink blende- strukturen , forekommer også sjældent . Det blev fundet i den amerikanske delstat Wyoming . Af de 74 modifikationer, der er kendt i menneskeskabt siliciumcarbid, er otte kendt fra naturen.

Uddannelse og lokationer

Siliciumcarbid dannes ved de høje temperaturer, der forekommer i jordens kappe, eller når meteoritter rammer jorden. Α-modifikationen dannes oprindeligt ved temperaturer mellem 1900 og 2000 ° C. Dannelsesforholdene er sammenlignelige med diamantens, så de to mineraler undertiden forekommer sammen i kimberlite , såsom i Fuxian i Folkerepublikken Kina . Hvis α-SiC er i kontakt med elementært silicium ved høje temperaturer, og hvis carbondioxid også er til stede, kan silicium reagere med carbondioxiden til dannelse af β-SiC, som fæstnes til α-SiC. Andre mineraler undtagen diamant, moissanit, der er forbundet, er jern (i meteoritter), kvarts , granat , clinopyroxen , coesit , rutil , grafit, pyrrhotit og cobalt - pyrit (i kimberlit).

Stederne er forskellige meteoritter, såsom Indarch-meteorit i Aserbajdsjan , Krymka-meteoritten i Ukraine og Canyon Diablo-meteoritten i den amerikanske delstat Arizona ; Slagkratere som Nördlinger Ries ; Vulkaner som Tolbachik på Kamchatka- halvøen ( Rusland ) og diamantminer, for eksempel i Sakha (Rusland) og Kimberley i det vestlige Australien .

brug

Brug af moissanite i en forlovelsesring

På grund af dets sjældenhed anvendes naturligt forekommende moissanit ikke økonomisk. Imidlertid produceres siliciumcarbid kunstigt i store mængder fra siliciumdioxid og kulstof . Som carborundum er det et vigtigt slibemiddel , men det bruges også som keramik , isolator og på grund af dets halvlederegenskaber til lysemitterende dioder , transistorer og varistorer .

Meget rene moissanitkrystaller kan bruges som en diamantsubstitut på grund af deres sammenlignelige egenskaber. Moissanite har en lidt lavere hårdhed end diamant, men er termisk mere stabil i luft (op til 1127 ° C, diamant kun op til 837 ° C) og betydeligt billigere at fremstille. Det bruges derfor i eksperimenter under højt tryk og høj temperatur.

Se også

litteratur

  • Moissanite , I: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (red.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America , 2001 ( PDF 61 kB )
  • Indgang på moissanite. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, adgang den 7. marts 2014.
  • Simonpietro Di Pierro, Edwin Gnos, Bernard H. Grobety, Thomas Armbruster, Stefano M. Bernasconi, Peter Ulmer: Klippedannende moissanit (naturligt α-siliciumcarbid). I: Amerikansk mineralog . 2003, 88, s. 1817-1821 ( abstrakt, pdf ).
  • Gian Carlo Capitani, Simonpietro Di Pierro og Gioacchino Tempesta: 6H-SiC-strukturmodellen: Yderligere forfining fra SCXRD-data fra en jordbaseret moissanit. I: Amerikansk mineralog . 2007, 92, 403-407 ( abstrakt, pdf ).

Weblinks

Commons : Moissanite  - samling af billeder, videoer og lydfiler

Individuelle beviser

  1. ^ Gian Carlo Capitani, Simonpietro Di Pierro, Gioacchino Tempesta: 6H-SiC strukturmodellen: yderligere forfining fra SCXRD data fra en jordbaseret moissanit . I: Amerikansk mineralog . bånd 92 , 2007, s. 403–407 ( rruff.info [PDF; 244 kB ; adgang den 8. juli 2017]).
  2. ↑ a b c d Moissanite , I: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (red.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America , 2001 ( PDF 61 kB )
  3. ↑ a b c Moissanite på mindat.org (engelsk)
  4. ^ Henri Moissan : Nouvelles recherches sur la metéorite de Canon Diabolo . I: Comptes rendus . 1904, 139, s. 773–786 ( tekst på Gallica , fransk)
  5. ↑ Indtastning af siliciumcarbid. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, adgang den 7. marts 2014.
  6. ↑ Patent US492767: En metode til fremstilling af carborundum, et industrielt slibemiddel, også kaldet siliciumcarbid. (PDF 179,4 kB)
  7. ↑ a b c d Indtastning på moissanite. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, adgang den 7. marts 2014.
  8. ^ Emmanuel Fritsch, Vered Toledo, Antoinette Matlins: Record-Size Natural Moissanite Crystals Discovered in Israel. Gemological Institute of America , 2014, adgang til 30. november 2017 .
  9. ↑ J. Bauer, J. Fiala, R. Hrichova: Natural α-siliciumcarbid . I: Amerikansk mineralog . bånd 48 , 1963, s. 620–635 ( rruff.info [PDF; 795 kB ; adgang den 8. juli 2017]).
  10. ↑ Irene Leung, Wenxiang Guo, Irving Friedman, Jim Gleason: Naturlig forekomst af siliciumcarbid i en diamantholdig kimberlit fra Fuxian . I: Natur . 1990, 346, 352-354, doi : 10.1038 / 346352a0 .
  11. H RM Hough, I. Gilmour, CT Pillinger, JW Arden, KWR Gilkess, J. Yuan, HJ Milledge: Diamant og siliciumcarbid i slagsmeltesten fra Ries-slagkratet . I: Natur . 1995, 378, s. 41-44, doi : 10.1038 / 378041a0
  12. ↑ Ji-an Xu, Ho-kwang Mao: Moissanite: Et vindue til højtrykseksperimenter. I: Videnskab . 2000, 290, s. 783-785, doi : 10.1126 / science.290.5492.783 .