Исландский шпат

К исландскому шпату относят прозрачную разновидность кальцита — СаСО3. К этой разновидности относят только бесцветные кристаллы, но в технике это название сохраняется и для весьма слабо окрашенных разностей, пригодных для оптической и других отраслей промышленности.

В промышленности используется ряд свойств исландского шпата. Кристаллы его характеризуются высокой прозрачностью для видимых и ультрафиолетовых лучей, отличаются оптической однородностью, высоким двулучепреломлением. Сингония кальцита тригональная, вид симметрии. У него совершенная спайность по ромбоэдру, в связи с чем он сравнительно легко раскалывается на ромбоэдрические блоки: хрупок; твердость по шкале Мооса 3, плотность 2,71; кристаллы легко разлагаются в соляной и других кислотах. При нагревании до 800 °С кальцит разлагается на СаО и СО2.

Исландский шпат

При использовании кристаллов исландского шпата в промышленности учитывают различные дефекты, к числу которых относят трещиноватость, присутствие двойников, свилей, твердых, жидких и газово-жидких включений, окраску. Наличие трещин снижает выход моноблоков, а при интенсивном их развитии препятствует применению кристаллов.

Трещины могут быть обусловлены геологическими особенностями строения месторождений (тектонические), воздействием колебаний температур в природных условиях или при неправильном храпении кристаллов, а также возникают при дефектах разработки месторождений (за счет взрывных работ и иных факторов). Преобладают трещины, развитые по спайности и по отдельности. Трещины с раковистой поверхностью и иризирующие, во многих случаях обусловлены резким перепадом температур.

Среди двойников для исландского шпата наиболее часто встречаются следующие: а) по пинакоиду [0001], б) по плоскому ромбоэдру [0112], в) по гексагональной призме [1010]. Нередко отмечаются полисинтетические двойники. Двойники в кристаллах исландского шпата появляются в процессе роста кристаллов, а также под влиянием последующих тектонических (механические двойники) и других физических воздействий.

Под свилеватостью понимают наличие в пределах кристаллов участков, отличающихся друг от друга по физическим свойствам: показателям преломления и двупреломлению. Эти участки разделяются неправильными поверхностями, сечения которых наблюдаются в виде извилистых и волнистых линий. Твердые включения представлены сопутствующими минералами — цеолитами, хлоритом, сульфидами, халцедоном, кварцем, глинистыми и углистыми веществами и другими минеральными видами, а также мелкими обломками вмещающих пород.

Жидкие включения достаточно широко распространены; объем отдельных из них достигает нескольких кубических метров, но обычно существенно меньше. Иногда встречаются жидкие включения с пузырьками газа (газово-жидкие). Форма жидких включений неправильно округлая, округло-удлиненная; иногда они сформированы в правильные геометрические фигуры (отрицательные кристаллы). Широко развиты кристаллы бесцветные, окрашенные в цвет светлого чая, бледно-розовые, бледно-фиолетовые, светло-желтые, светло-серые и др. Иногда в кристаллах отмечается зональная окраска.

Исландский шпат используется более чем в 200 оптических приборах. Это поляризационные призмы микроскопов, поляриметры, фотометры, спектрофотометры, калориметры, нефелометры, дальномеры, сахариметры и пр. Он применяется в орудийных кольцевых поляризационных прицелах, в видоискателях полевых телевизионных камер, в электронной промышленности и т. д.

Под кристаллосырьем, согласно техническим условиям, понимают прошедшие обогащение части природных кристаллов исландского шпата в виде ориентированных пластин, блоков и спайных ромбоэдров, которые содержат оптически годный материал — часть кристалла, которую можно использовать для приготовления оптических деталей.

Кристаллосырье

Пластиной (или блоком) называют часть кристалла, ограненную плоскостями распила, ориентированными определенным образом относительно оптической оси. Боковыми поверхностями пластины (или блока) могут быть плоскости распила, естественные грани кристалла и сколы по спайности. К блокам относят пластины толщиной более 30 мм вдоль оптической оси.

Спайным ромбоэдром называют часть кристалла, ограниченную не менее чем четырьмя плоскостями спайности и естественными гранями кристалла (естественные грани ограничивают меньшую часть поверхности). Оптически годный материал в пластинах и блоках должен содержаться в объеме не менее 20 %, в ромбоэдрах не менее 50 %.

Минимальная толщина пластины — 10 мм; минимальные параметры ромбоэдров—29X29X9 и 18X18X14 мм. Минимальный выделяемый слой бездефектной оптически годной области равен кубу: 10X10X10 мм с одним из ребер, параллельным оптической оси (Б3). По размеру вдоль оси выделяют три категории кристаллосырья: 1 — с размером пластин (блоков) от 21 до 28 мм, а ромбоэдров до 35X35Х35 мм, 2 — соответственно от 15 до 26 и 30X30X30 мм, 3 — соответственно от 15 до 20 30X30X14 мм.

Выделяют две группы оптически годного материала: А — пригоден для работы в широкой области спектра от 400 и частично от 220 до 1900 нм; шпат бесцветный или его окраска легко обесцвечивающаяся желтая, розовая или фиолетовая; В — пригоден для работы в красной и инфракрасной областях спектра от 700 до 1900 нм; окраска желтая, необесцвечивающаяся.

В каждой группе выделяются сорта: экстра, I и II; при этом учитывают светорассеяние в гелий- неоновом лазере, число включений и расположение двойников роста и границ пирамид роста. Пирамида роста — это часть кристалла, образованная параллельными слоями, возникшими при передвижении одной грани кристалла в процессе его роста. Материал сорта экстра не рассеивает свет лазера, а I и II сортов — рассеивает.

Учитывают включения с диаметром равным или более 0,05 мм. Отдельно учитывают включения до 0,2, 0,2—0,5 и 0,5—1 мм. Определяется также плотность включений, т. е. их число в 1 см3. В сорте экстравключения не допускаются, в I сорте допустимы включения 0,2—0,5 мм при плотности до 1 или 0,2 мм при плотности до 5, во II сорте — включения 0,2—1 мм при плотности до 5 или до 0,2 мм при плотности до 200. В сорте экстрадвойники роста не допускаются, материал должен быть в пределах одной пирамиды; в I сорте также не допускаются двойники роста и материал может быть в пределах до трех пирамид, во II сорте допускаются двойники роста и не ограничивается число пирамид.

Наряду с природным сырьем промышленное значение начинает приобретать синтетический исландский шпат, однако решающую роль в настоящее время играет природный.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *