[发明专利]一种高温高压条件下制备镁铝榴石单晶的方法

说明书

本发明公开了一种高温高压条件下制备镁铝榴石单晶的方法，以固态的六水合硝酸镁粉末、固态的九水合硝酸铝粉末、固态的九水合硝酸铁(III)粉末、液态的正硅酸乙酯、液态的钛酸四丁酯和无水乙醇浓度作为起始原料制备出镁铝榴石圆柱样品，以固态的天然蛇纹石粉末和固态的α相针铁矿作为水源制备出两水源片，将两水源片分别放置在圆柱样品两端，将样品和水源片放入金钯合金样品管内进行高温高压反应得到高铬和高含水的镁铝榴石单晶；解决了目前的一种高铁的、高钛的和高含水的镁铝榴石单晶的制备技术空白，以获取大颗粒的高含铁的、高含钛的和高含水的镁铝榴石单晶实验样品。

技术领域

本发明属于高温高压条件下矿物单晶样品合成的技术领域，尤其涉及一种高温高压条件下制备镁铝榴石单晶的方法。

背景技术

镁铝榴石(镁铝石榴子石的简称，分子式：Mg₃Al₂[SiO₄]₃)，隶属于岛状结构硅酸盐，是石榴子石族矿物中含镁铝质的典型矿物。由于铁铝榴石具有很强的透光性，颜色介于淡褐红色至淡紫红色之间，可视为宝石。石榴子石族矿物的化学成分通式可表示为A₃B₂[SiO₄]₃，占据晶格A位置通常为Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺等二价阳离子以及Y³⁺、K⁺、Na⁺等一价或三价的阳离子；占据晶格B位置通常为Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、V³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺等三价或四价的阳离子。由于占据晶格A位置的二价钙离子其半径较大，难以与其它如Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺等二价阳离子发生置换，因此通常将石榴子石族矿物分为：铁铝石榴子石系列和钙铁石榴子石系列。典型的铁铝石榴子石系列矿物主要包括：镁铝石榴子石(分子式：Mg₃Al₂[SiO₄]₃)，铁铝石榴子石(分子式：Fe₃Al₂[SiO₄]₃)和锰铝石榴子石(分子式：Mn₃Al₂[SiO₄]₃)。除铁铝石榴子石系列和钙铁石榴子石系列的端元组分矿物外，还有锰石榴子石(Mn₃²⁺Mn₂³⁺[SiO₄]₃)、锰铁石榴子石(Mn₃Fe₂³⁺[SiO₄]₃)、铁石榴子石(Fe₃²⁺Fe₂³⁺[SiO₄]₃)、镁铁石榴子石(Mg₃Fe₂³⁺[SiO₄]₃)、镁铬石榴子石(Mg₃Cr₂[SiO₄]₃)和锰钒石榴子石(Mn₃V₂[SiO₄]₃)等。由于在石榴子石矿物中，占据晶格A位置和占据晶格B位置的阳离子相互之间的类质同象广泛发育，故在自然界中发现的石榴子石矿物，通常是若干不同端元组分的“混合物”。