ئولىۋىن خرۇستال قۇرۇلمىسى دېگەن نېمە؟

ئولىۋىن كىرىستال قۇرۇلمىسى ورتومبوم ئورۇنلاشتۇرۇشىدىن تەركىب تاپقان بولۇپ ، يەككە كرېمنىي - ئوكسىگېن تتراخېدرا (SiO₄) ئوكسىدلانغان ئورۇننى ئىگىلىۋالغان مېتال كاتەكلەر بىلەن تۇتىشىدۇ. بۇ قۇرۇلمىنى ئالتە تەرەپلىك يېقىن - قاچىلانغان ئوكسىگېن ئاتومى دەپ تەسۋىرلىگىلى بولىدۇ ، يېرىم ئوكسىد بوشلۇقىنىڭ يېرىمى ماگنىي ياكى تۆمۈر ئىئونلىرى بىلەن تولغان ، كرېمنىي ئىگىلىۋالغان ئۈچ بۇرجەكلىك بوشلۇقنىڭ - سەككىزى.

زەيتۇن توپ گۇرۇپپىسى Pbnm بوشلۇق گۇرۇپپىسىدىكى ورتورومبىك كىرىستال سىستېمىسىدا كىرىستاللىشىدۇ (باشقا ئورۇنلاردا Pnma دەپمۇ ئاتىلىدۇ). بۇ نېگىزلىك سىممېترىكلىك ئاتومنىڭ خرۇستال رېشاتكا ئىچىدە قانداق ئورۇنلاشتۇرىدىغانلىقىنى ۋە مىنېرال ماددىنىڭ فىزىكىلىق خۇسۇسىيىتىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ.

بىرلىك ھۈجەيرىسىدە تۆت فورمۇلا بىرلىكى (Z =4) بار بولۇپ ، توغرا بۇلۇڭدا كېسىشكەن ئۈچ تەڭسىز ئوقنى كۆرسىتىدۇ. فورستېرېت (Mg₂SiO₄) غا نىسبەتەن ، تىپىك رېشاتكا پارامېتىرلىرى تەخمىنەن=4.75 Å ، b=10.20 Å ، c=5.98 Å. فايالىت (Fe₂SiO₄) دا ، بۇ پارامېتىرلار تۆمۈرنىڭ ماگنىيغا سېلىشتۇرغاندا تېخىمۇ چوڭ ئىئون رادىئوسى سەۋەبىدىن=4.82 Å ، b=10.48 Å ۋە c=6.09 to غا ئازراق كېڭىيىدۇ.

Pbnm بوشلۇق گۇرۇپپىسىنىڭ ئىسمى مۇھىم قۇرۇلما تەپسىلاتلىرىنى ئاشكارىلىدى. بۇ ئالەم گۇرۇپپىسىدا ئەينەك ئايروپىلان ۋە تەتۈر ئايلىنىش مەركىزى بار بولۇپ ، ئاتوم ئورنىدا ئالاھىدە سىممېترىك چەكلىمىلەرنى پەيدا قىلىدۇ. قۇرۇلما ئىچىدە كىرىستاللوگرافىك پەرقلىنىدىغان ئۈچ ئوكسىگېن ئورنى (O1, O2, O3) مەۋجۇت بولۇپ ، O1 ۋە O2 ئەينەك ئايروپىلاندا ياتقان ، O3 ئالاھىدە سىممېترىك بولمىغان ئەھۋالدا ئومۇمىي ئورۇننى ئىگىلەيدۇ.

زەيتۇننىڭ قۇرۇلمىسىنىڭ مەركىزىدە ئايرىۋېتىلگەن SiO₄⁴⁻ tetrahedron بار بولۇپ ، بۇ يەردە مەركىزىي كرېمنىي ئاتوم ئەتراپىدىكى تۆت ئوكسىگېن ئاتوم بىلەن ئۆز-ئارا باغلىنىدۇ. بۇ تىتراخرا پۈتۈنلەي مۇستەقىل - ئۇلار قوشنا تېتراخرا بىلەن ئوكسىگېن ئاتومنى ئورتاقلاشمايدۇ ، ئولىۋىننى نېسوزىلات ياكى ورتوسىلىت دەپ ئايرىيدۇ. ھەر بىر Si - O زايومنىڭ ئۆلچىمى تەخمىنەن 1.63-1.66 Å بولۇپ ، كۈچلۈك يانتۇ خاراكتېرنى نامايەن قىلىدۇ.

Tetrahedra يۆنىلىشتە ئالمىشىپ ، كىرىستاللوگرافىك c - ئوق بىلەن پاراللېل قۇرلارنى بويلاپ تۆۋەنگە كۆرسىتىدۇ. بۇ ئالمىشىش ئورۇنلاشتۇرۇشى مېتال كاتەكلەر تۇرالايدىغان قۇرۇلما ئىچىدە قانال ھاسىل قىلىدۇ. كرېمنىي ئىئونى پەقەت ئەينەك تەكشىلىكتە ئولتۇرىدىغان كىرىستاللوگرافىك پەرقلىنىدىغان بىر ئورۇننىلا ئىگىلەيدۇ ، يەنى قۇرۇلمىدىكى بارلىق كرېمنىي ئاتوملىرى سىممېترىك مەشغۇلات بىلەن مۇناسىۋەتلىك.

مېتال كاتەكلەر (ئادەتتە Mg²⁺ ياكى Fe²⁺) M1 ۋە M2 دەپ بەلگە قويۇلغان ئىككى پەرقلىق سەككىز بۇلۇڭلۇق ئورۇننى ئىگىلەيدۇ. M1 تور بېكىتى تەتۈر ئايلىنىش مەركىزىدە ئولتۇرۇپ ، ئەتراپتىكى ئالتە ئوكسىگېن ئاتوم بىلەن تېخىمۇ بۇرمىلانغان سەككىز ئوكسىد شەكىللەندۈرىدۇ. M1 دىكى مېتال - ئوكسىگېن زايومنىڭ ئۇزۇنلۇقى تەخمىنەن 2.07 - 2.13 Å ماگنىي ئۈچۈن. M2 تور بېكىتى ئەينەك ئايروپىلاندا ياتقان بولۇپ ، MO ئارىلىقى 2.04-2.21 Å بولغان تېخىمۇ چوڭ ، تېخىمۇ دائىملىق سەككىز ئوكسىد ھاسىل قىلىدۇ.

M1 بىلەن M2 تور بېكەتلىرىنىڭ پەرقى ئوخشىمىغان كاتەكچىلەرنىڭ قۇرۇلمىدا قانداق تەقسىملىنىشىدە مۇھىم ئەھمىيەتكە ئىگە. ماگنىي - تۆمۈر قاتتىق ھەل قىلىش يۈرۈشلۈكىدە ، Mg²⁺ ۋە Fe²⁺ كىچىك تور بېكەت ئەۋزەللىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ {{4} both ھەر ئىككىسى كۈچلۈك تاللاشچانلىقى يوق M1 ۋە M2 تور بېكەتلىرىنى ئىگىلىدى. قانداقلا بولمىسۇن ، كالتسىي - غا ئوخشاش سۈنئىي ھەمراھ (CaMgSiO₄) غا ئوخشاش زەيتۇن يېغىدا ، چوڭراق Ca²⁺ ئىئونلىرى تېخىمۇ كەڭرى M2 تور بېكەتلىرىگە كىرىدۇ ، Mg²⁺ كىچىكرەك M1 ئورنىنى قوللايدۇ.

olivine crystal structure

زەيتۇن قۇرۇلمىسىنى تەسۋىرلەشنىڭ باشقا بىر ئۇسۇلى ئوكسىگېننىڭ تۆۋەنلىكىنى تەكىتلەيدۇ. ئوكسىگېن پىيازلىرى - ئوقنى بويلاپ تىزىپ قويۇلغان تەخمىنەن{{6}} ئورالغان (hcp) ساندۇقنى تەشكىل قىلىدۇ. بۇ رامكا كرېمنىي ۋە مېتال كاتەكلەرنىڭ ئۆزىگە تىگىشلىك يوچۇق بىلەن تەمىنلەيدۇ.

بۇ hcp ئوكسىگېن ئورۇنلاشتۇرۇشى ئىچىدە ، مېتال كاتەكلەر بار بولغان سەككىز ئوكسىد بوشلۇقنىڭ يېرىمىنى تولدۇرىدۇ ، كرېمنىي ئاتوملىرى ئۈچ قۇتۇپلۇق بوشلۇقنىڭ - سەككىزىنى ئىگىلەيدۇ. بۇ تاللانغان تور بېكەتنىڭ ئىگىلىشى M₂SiO₄ نىڭ ئولىۋىن ستوئىكومېتىرىنى ھاسىل قىلىدۇ ، بۇ يەردە M ئوخشىمىغان مېتال كاتەكچىلەرگە ۋەكىللىك قىلىدۇ.

ھەر بىر ئوكسىگېن ئاتوم بىر كرېمنىي ۋە ئۈچ مېتال ئاتومغا تۇتىشىدۇ ، قويۇق ئۈچ - ئۆلچەملىك رامكا ھاسىل قىلىدۇ. ئوكسىگېن ئاتوملىرى - بىلەن باراۋەر ئەمەس ئۈچ پەرقلىق ئوكسىگېن ئورنى (O1, O2, O3) سەل ئوخشىمايدىغان باغلىنىش مۇھىتى ۋە قوشنا ئاتوم بىلەن بولغان ئارىلىقى ئوخشىمايدۇ. ئوكسىگېن ئورۇنلىرىدىكى بۇ خىل ئۆزگىرىش ئومۇمىي قۇرۇلمىنىڭ مۇرەككەپلىكىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىپ ، ئىسسىقلىق كېڭىيىش ۋە پىرىسلاش قاتارلىق خۇسۇسىيەتلەرگە تەسىر كۆرسىتىدۇ.

گىرۋەك قەۋىتى - ئورتاقلىشىش ئوكتادرا (100) ئايروپىلانىغا پاراللېل كېڭىيىدۇ ، يەككە SiO₄ tetrahedra ئۇلانغان {{2} cross بۇ قاتلاملىق ئالاھىدىلىك قوللىنىشچان بېسىم ئاستىدا ئالاھىدە مۇھىم بولۇپ قالىدۇ ، چۈنكى ئۇ يەرشارىنىڭ مانتىسىدىكى زەيتۇننىڭ مېخانىك ۋە يەر تەۋرەش خۇسۇسىيىتىگە تەسىر كۆرسىتىدىغان يوشۇرۇن سىيرىلما ئايروپىلان ھاسىل قىلىدۇ.

ئولىۋىننىڭ خرۇستال قۇرۇلمىسى ماگنىي ئۇچى - ئەزا فورستېرېتى (Mg₂SiO₄) بىلەن تۆمۈر ئۇچى - ئەزا فايالىت (Fe₂SiO₄) ئوتتۇرىسىدا ئۇدا مۇستەھكەم ھەل قىلىش لايىھىسىنى سىغدۇرالايدۇ. بۇ پۈتۈنلەي خاتا قاراش مەۋجۇت ، چۈنكى Mg²⁺ (ئىئون رادىئوسى ~ 0.72 Å) ۋە Fe²⁺ (ئىئون رادىئوسى ~ 0.77 Å) نىڭ ھەجىمى ئاران% 7 ئەتراپىدا پەرقلىنىدۇ ، بۇ كىرىستال قۇرۇلمىنى كۆرۈنەرلىك بۇرمىلىغان ھالدا ئەركىن ئالماشتۇرالايدۇ.

تەركىبلەر ئادەتتە موللاق پىرسەنت شەكلىدە ئىپادىلىنىدۇ ، مەسىلەن Fo₇₀Fa₃₀ (ياكى پەقەت Fo₇₀) ، بۇ% 70 فورستېرېت ۋە% 30 فايالىتنى كۆرسىتىدۇ. مافىك تاشلاردىن تەبىئىي زەيتۇنگۈل ئادەتتە فو from دىن فو range غىچە بولىدۇ ، مانتا زەيتۇن شېخى ئادەتتە ماگنىتلىق بولىدۇ ، فو around ئەتراپىدا فو around ئەتراپىدا.

رېشاتكا پارامېتىرلىرى تۆمۈر تەركىبى بىلەن ئاساسەن دېگۈدەك ئۆسىدۇ. Fe²⁺ Mg²⁺ نىڭ ئورنىنى ئالىدىغان بولغاچقا ، بىرلىك ھۈجەيرىسى كېڭىيىدۇ ، چۈنكى تۆمۈرنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى ئاتوملارنى سەل يىراقلاشتۇرىدۇ. بۇ مۇناسىۋەتنى ئالدىن پەرەز قىلغىلى بولىدۇكى ، بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ ئۆلچىمى مۇۋاپىق توغرىلىق زەيتۇننىڭ تەركىبىنى بەلگىلىيەلەيدۇ.

ئاساسلىق Mg - Fe نىڭ ئورنىنى ئالغاندىن باشقا ، ئولىۋىن قۇرۇلمىسى ئاز مىقداردىكى باشقا كاتەكچىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. كالتسىي چەكلىك مىقداردا قۇرۇلمىغا كىرىدۇ ، M2 تور بېتىنى ياخشى كۆرىدۇ. مانگان (تېفروئىدتا ، Mn₂SiO₄) ماگنىي ياكى تۆمۈرنىڭ ئورنىنى ئالالايدۇ. نىكېل ، خىروم ، ھەتتا فېرمېنت تۆمۈر (Fe³⁺) نىڭ مىقدارى ئاز بولسىمۇ ، سەككىز بۇلۇڭلۇق ئورۇننىڭ ئورنىنى ئالالايدۇ.

ئولىۋىن قۇرۇلمىسى پەقەت ئالاھىدە بېسىم ۋە تېمپېراتۇرا شارائىتىدا مۇقىملىقنى ساقلايدۇ. يەر شارىنىڭ چوڭقۇرلۇقىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، زەيتۇننىڭ ئورۇنلاشتۇرۇلۇشى ئېنېرگىيىگە پايدىسىز بولۇپ ، ئوخشىمىغان خرۇستال قۇرۇلمىلار بىلەن قويۇق پولىمورفقا ئايلىنىدۇ.

تەخمىنەن 410 كىلومىتىر چوڭقۇرلۇقتا (14 GPa ئەتراپىدىكى بېسىمغا ماس كېلىدۇ) ، ئولىۋىن ۋادسلېيېتقا تاشقى باسقۇچلۇق باسقۇچنى باشتىن كەچۈردى. بۇ ئۆزگىرىش مۇھىم قۇرۇلما قايتا تەشكىللەشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، بۇ يەردە ئوكسىگېن تارماق ئېلېمېنتى ئالتە تەرەپلىك يېقىن - ئورالمىسىدىن تېخىمۇ كۇب ئورۇنلاشتۇرۇشقا قاراپ ئۆزگىرىدۇ. ۋادسلېيېت ورتومبوم سىممېترىكلىكىنى ساقلاپ قالغان ، ئەمما سەككىز بۇرجەكلىك ماسلاشتۇرۇشتا بەزى كرېمنىي ئاتوملىرى بار قۇرۇلمىغا ئوخشاش ئۆزگەرتىلگەن ئايلانما - نى قوللانغان.

يەرشارىنىڭ مانتىسىنىڭ چوڭقۇرلۇقى تەخمىنەن 520 كىلومىتىر (18-20 GPa) چوڭقۇرلۇقتا ، ۋادسلېيېت كۇب ئايلانما قۇرۇلمىنى قوللانغان قوڭغۇراققا ئۆزگىرىدۇ. قوڭغۇراقتا ، بارلىق كرېمنىيلار ئۈچ بۇرجەكلىك ئورۇننى ئەمەس ، بەلكى سەككىز ئورۇننى ئىگىلەيدۇ. بۇ باسقۇچلۇق ئۆتكۈنچى يەر تەۋرەش مۇتەخەسسىسلىرى يەر تەۋرەش دولقۇنىنىڭ تېزلىكىدىكى ئۈزۈلۈپ قېلىش دەپ بايقىغان تۇيۇقسىز زىچلىقىنى ئاشۇرۇۋېتىدۇ.

بۇ ئۆتكۈنچى باسقۇچلارنىڭ بېسىمى تېمپېراتۇرا ۋە تەركىبكە باغلىق. تۆمۈر - مول زەيتۇن يېغى تۆۋەن بېسىمدا ماگنىي - مول سورتلارغا قارىغاندا ئۆزگىرىدۇ. 800 گرادۇستا ، ساپ فورستېرېت 11.8 GPa لىك ۋادسلېيېتقا ئايلىنىدۇ ، ۋادسلېي - دىن - ringwoodite غا ئۆتۈش 14 GPa دىن يۇقىرى بولىدۇ. تۆمۈر ئۇچى - ئەزا فايالىت ۋادسلېيېت قۇرۇلمىسىنى پۈتۈنلەي ئاتلاپ ئۆتۈپ ، تۆۋەن بېسىمدا بىۋاسىتە ahrensite (تۆمۈر -).

olivine crystal structure

زەيتۇن قۇرۇلمىسى قوللىنىلغان بېسىمغا - ئوخشىمىغان كىرىستاللوگرافىك يۆنىلىشلەر ئوخشىمىغان سۈرئەتتە پىرىسلىنىدۇ. M2 ئوكتادرون فورستېرېتتىن فايالىتقىچە بولغان بارلىق تەركىبلەردە M1 ئوكتادرونغا قارىغاندا تېخىمۇ ئاسان پىرىسلىنىدۇ. بۇ پەرقلىق پىرىسلاش يۈز بېرىدۇ ، چۈنكى M2 تور بېتىنىڭ دەسلەپكى ھەجىمى تېخىمۇ چوڭ ، باغلىنىش سەپلىمىسى تېخىمۇ جانلىق.

يەككە - خرۇستال X - نۇرنىڭ دىففراكسىيە تەتقىقاتى 8 GPa غا قەدەر M2 - O زايومنىڭ ئۇزۇنلۇقى بېسىم ئاستىدا M1-O زايومىغا قارىغاندا تېز قىسقارغانلىقىنى ئاشكارىلىدى. M1 ئوكتادرون تۆمۈر ماددىسىنىڭ كۆپىيىشى بىلەن بىر قەدەر قىسىلىشچان بولۇپ قالىدۇ ، بۇ زىددىيەتلىك ھالدا كۆپ قىسىم مودۇلنىڭ (پىرىسلاشقا قارشى تۇرۇش كۈچى) فورستېرېتتىن فايالىتقا ئازراق ئۆرلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، چۈنكى تۆمۈر ماگنىيدىن ئېغىر بولغاچقا ، دەسلەپتە قارشى تۇرۇش نەتىجىسى.

تېمپېراتۇرا قۇرۇلمىغا باشقىچە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئىسسىقلىق بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ كېڭىيىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، b - ئوق ئەڭ چوڭ ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتىنى كۆرسىتىدۇ. 900 سېلسىيە گرادۇسقىچە بولغان يۇقىرى - تېمپېراتۇرا تەتقىقاتىدا كۆرسىتىلىشىچە ، M - O زايومنىڭ ئۇزۇنلۇقى سىستېمىلىق ئۆسىدۇ ، ئەمما تېمپېراتۇرا ئېرىگەنگە قەدەر ئاساسىي قۇرۇلما توپولوگىيەسى ئۆزگەرمەيدۇ.

SiO₄ tetrahedra مېتال - ئوكسىگېن ئوكسىدىغا سېلىشتۇرغاندا كۆرۈنەرلىك قاتتىقلىقىنى ئىسپاتلىدى. Si - O زايومنىڭ ئۇزۇنلۇقى بېسىم ياكى تېمپېراتۇرا بىلەن ئەڭ تۆۋەن دەرىجىدە ئۆزگىرىدۇ ، چۈنكى Si - O زايومىنىڭ كۈچلۈك يانتۇ خاراكتېرگە ئىگە. كۆپىنچە قۇرۇلما ئەۋرىشىملىكى M - O زايومنىڭ ئۇزۇنلۇقى ۋە كۆپ قۇتۇپلۇقنىڭ بۇلۇڭىدىكى تەڭشەشتىن كېلىدۇ.

زەيتۇن قۇرۇلمىسى رامكىسى مۇھىم تېخنىكىلىق قوللىنىشچان پروگراممىنى تاپالايدۇلىتىي تۆمۈر فوسفات باتارېيەسى(LiFePO₄ ياكى LFP). 1996-يىلى كاتود ماتېرىيالى سۈپىتىدە بايقالغان لىتىي تۆمۈر فوسفات گەرچە فوسفات گۇرۇپپىسىنىڭ يېگانە سىلىتسىيلىق تېتراخرانىڭ ئورنىنى ئالغان بولسىمۇ ، مىنېرال ئولىۋىنغا ئوخشاش نېگىزلىك زەيتۇن قۇرۇلمىسى تۈرىنى قوللانغان.

LiFePO₄ دا ، بۇ قۇرۇلما ورتومبوم سىممېترىكلىكىنى (بوشلۇق گۇرۇپپىسى Pnma / Pbnm) ساقلايدۇ ، رېشاتكا پارامېتىرى=6.008 Å ، b=10.334 Å ۋە c=4.693 Å. تۆمۈر ئاتوم ئوكسىگېنلىق ئورۇننى ئىگىلەيدۇ (FeO₆ octahedra نى شەكىللەندۈرىدۇ) ، فوسفور ئاتوملىرى تىترەدرال ئورۇنلاردا ئولتۇرىدۇ (PO₄ tetrahedra نى شەكىللەندۈرىدۇ) ، بۇ مېتال ۋە كرېمنىي ئاتوملىرىنىڭ مىنېرال زەيتۇننى قانداق ئورۇنلاشتۇرىدىغانلىقىغا ئوخشايدۇ.

ھالقىلىق پەرقى قوشۇمچە لىتىي قەۋىتىدە. لىتىي ئىئونلىرى قۇرۇلما ئىچىدىكى سەككىز بۇلۇڭلۇق قانالدا تۇرىدۇ ، ئەگمە شەكىلدە ئورۇنلاشتۇرۇلغان. ئاككۇمۇلياتورغا توك قاچىلاش ۋە قويۇپ بېرىش جەريانىدا ، لىتىي ئىئونى ئاساسىي زەيتۇن رامكىسىنى يىمىرىۋەتمەي تەتۈر تارتىپ بۇ قاناللارغا قىستۇرغىلى بولىدۇ. لىتىينىڭ كىرىپ-چىقىشىغا ئەگىشىپ ، تۆمۈر Fe²⁺ بىلەن Fe³⁺ ئوتتۇرىسىدا قىزىل رەڭلىك ۋېلىسىپىت مىنىشنى باشتىن كەچۈردى.

بۇ قۇرۇلما مۇقىملىقى - مۇستەھكەم زەيتۇن بىناكارلىقىغا ۋارىسلىق قىلغان {{1} Li LiFePO₄ باتارېيەسىنى ئالاھىدە بىخەتەرلىك ئالاھىدىلىكى ۋە ئۇزۇن دەۋرىيلىك ھاياتى بىلەن تەمىنلەيدۇ. فوسفات تېتراخرادىكى كۈچلۈك P - O كوۋېنتلىق باغلىنىش ئوكسىگېننىڭ قويۇپ بېرىلىشىگە قارشى تۇرۇپ ، باشقا بىر قىسىم لىتىي - ئىئون باتارېيە خىمىيىلىك ماددىلىرىنى يۇقۇملاندۇرىدىغان ئىسسىقلىق قېچىشنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ. سودا LFP باتارېيەسى سىغىمىنى ساقلاپ قېلىش بىلەن بىرگە 3000 - قويۇپ بېرىش دەۋرىيلىكىنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇ.

زەيتۇن قۇرۇلمىسى بىر چەكلىمە قويىدۇ: لىتىي ئىئونلىرى چوقۇم ئۈچ {ئۆلچەمدە ئەركىن ھەرىكەت قىلماستىن ، كىرىستاللوگرافىك ئوقنى بويلاپ بىر - ئۆلچەملىك قانال ئارقىلىق تارقىلىشى كېرەك. بۇ ئىئوننىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە سۈرئەت ئىقتىدارىنى چەكلەيدۇ. تەتقىقاتچىلار نانو قۇرۇلمىسى (زەررىچە چوڭلۇقىنى كىچىكلىتىش ئارقىلىق تارقىلىش يولىنى قىسقارتىش) ۋە كاربون سىرلاش (ئېلېكترونلۇق ئۆتكۈزگۈچلۈكنى ياخشىلاش) ئارقىلىق بۇنى ھەل قىلدى. لىتىي مانگان تۆمۈر فوسفات (LMFP) غا ئوخشاش ئۆزگەرتىلگەن نۇسخىسى زەيتۇن قۇرۇلمىسىنى ساقلايدۇ ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا مانگاننى بىر قىسىم تۆمۈرنىڭ ئورنىغا قويۇپ ، توك بېسىمىنى ئاشۇرىدۇ.

زەيتۇن قۇرۇلمىسىنى زامانىۋى چۈشىنىش ئاساسلىقى X - نۇرنى پارچىلاش تېخنىكىسىدىن كەلگەن. ۋىليام لاۋرېنس براگ ۋە GB بروۋن 1926-يىلى دەسلەپكى X - نۇر كرىستاللوگرافىيە ئۇسۇلىنى ئىشلىتىپ فورستېرېتنىڭ خرۇستال قۇرۇلمىسىنى تۇنجى قېتىم بەلگىلىگەن. ئۇلارنىڭ خىزمىتى زەيتۇن شېخىنى ئايرىپ چىققان SiO₄ tetrahedra {{7} دىن تەركىب تاپقان بولۇپ ، سىلىتسىيلىق مىنېرالوگىيەنىڭ ئاساسى چۈشەنچىسى.

يەككە - كىرىستال X - نۇر دىففراكسىيەسى قۇرۇلمىنى ئېنىق بەلگىلەشنىڭ ئالتۇن ئۆلچىمى بولۇپ قالدى. كىچىك زەيتۇن كرىستال (ئادەتتە 0.1 - 0.5 مىللىمېتىر) گونومېتىرغا ئورنىتىلىپ ، X نۇرى ئارقىلىق ئايلىنىدۇ. ھاسىل بولغان دىففراكسىيە ئەندىزىسىدە مىڭلىغان يەككە ئويلىنىش بار ، ھەر بىرى ئوخشىمىغان كىرىستاللوگرافىك ئايروپىلانغا ۋەكىللىك قىلىدۇ. مۇرەككەپ يۇمشاق دېتاللار كۆزىتىلگەن دىففراكسىيەنىڭ كۈچلۈكلۈك دەرىجىسىگە ماس كېلىدىغان ئاتوم ئورنى ، ئىسسىقلىق پارامېتىرى ۋە تور بېكەت ئىگىلىكىنى مۇكەممەللەشتۈرىدۇ.

نېيترون دىففراكسىيەسى تولۇقلىما ئۇچۇر بىلەن تەمىنلەيدۇ ، بولۇپمۇ ھىدروگېن ئاتومىنى تېپىش (گىدروس باسقۇچىدا) ۋە ماگنىي ۋە ئاليۇمىنغا ئوخشاش ئېلېكترون سانى بار ئېلېمېنتلارنى پەرقلەندۈرۈش ئۈچۈن قىممەتلىك. نېيترون تەجرىبىسى تېخىمۇ چوڭ خرۇستال ۋە نېيترون مەنبەسى بار ئالاھىدە ئەسلىھەلەرنى تەلەپ قىلىدۇ ، ئەمما ئۇلار ماگنىت قۇرۇلمىسى ۋە بىر قىسىم نۇر ئېلېمېنتلىرىنىڭ ئورنىنى بەلگىلەشتە تېخىمۇ يۇقىرى ئېنىقلىق بىلەن تەمىنلەيدۇ.

يەتكۈزۈش ئېلېكترونلۇق مىكروسكوپ (TEM) نانوسكولىدىكى زەيتۇننىڭ قۇرۇلمىسىنى تەكشۈرۈپ ، كەمتۈكلۈك ، دائىرە چېگرىسى ۋە تارقاقلاشتۇرۇش ئۇسۇلىدا كۆرۈنمەيدىغان يەرلىك ئۆزگىرىشلەرنى ئاشكارىلايدۇ. يۇقىرى - ئېنىقلىق دەرىجىسى TEM يەككە ئاتوم تۈۋرۈكىنى تەسۋىرلەپ ، ئاتومنىڭ ئورۇنلاشتۇرۇشىنى بىۋاسىتە تەسۋىرلىيەلەيدۇ. شەكلى كىچىك ئەۋرىشكىلەردە ئۆزگىرىش بولغان ئەۋرىشكە ياكى باسقۇچلۇق ئۆتكۈنچى باسقۇچلارنى تەتقىق قىلغاندا تېخىمۇ كۈچلۈك بولىدۇ.

رامان ۋە ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق سپېكتروسكوپ تەكشۈرۈش ئەسۋابى ئولىۋىن قۇرۇلمىسىنى تەۋرىنىش شەكلى ئارقىلىق تەكشۈردى. SiO₄ tetrahedron نىڭ تۆت ئاساسىي تەۋرىنىش ھالىتى بار ، ئۇلارنىڭ چاستوتىسى Si - O باغلىنىش كۈچى ۋە ئەتراپتىكى قۇرۇلما مۇھىتىغا باغلىق. تەركىبى بۇ تەۋرىنىش چاستوتىسىغا ئالدىن پەرەز قىلغىلى بولىدىغان ئۇسۇللار بىلەن تەسىر كۆرسىتىدۇ - فورستېرېت فايالىتقا ئوخشىمايدىغان سپېكترا چوققىسىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ، چۈنكى Fe - O زايوم Mg - O زايومدىن ئاجىز. بۇ سپېكتروسكوپ تېخنىكىلىرى {{7} non بۇزغۇنچىلىققا ئۇچرىمايدۇ ، ئۇ كىچىك ئەۋرىشكە ياكى قوشۇلمىلارنى خاراكتېرلەندۈرەلەيدۇ.

كرىستاللوگرافىيىلىك ئورۇنلاشتۇرۇش ئولىۋىننىڭ كۆزىتىش خۇسۇسىيىتىنى بىۋاسىتە كونترول قىلىدۇ. مىنېرال ماددىلار ئادەتتە زەيتۇن - يېشىل كۆرۈنىدۇ ، چۈنكى سەككىز بۇلۇڭلۇق ماسلاشتۇرۇشتىكى Fe²⁺ ئىئونلىرى ئالاھىدە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى نۇرنى سۈمۈرۈپ ، يېشىل تارقىتىدۇ. ساپ سېرىق رەڭلىك سۇس سېرىق - يېشىل رەڭدە ، تۆمۈر - مول تەركىبلەر قېنىق يېشىل رەڭدىن قوڭۇر - قارا رەڭدە كۆرۈنىدۇ.

ئولىۋىن يېرىلىشتىن كۆرە يىرىڭلىق سۇنۇقنى نامايەن قىلىدۇ ، چۈنكى ئوكتادرا بىلەن تۇتاشتۇرۇلغان يەككە تېتراخرانىڭ ئۈچ - ئۆلچەملىك رامكىسى ھەر تەرەپتە ئوخشاشلا كۈچلۈك رىشتە ھاسىل قىلىدۇ. مىكا ياكى قەۋەت سىلىتسىيدىكى ۋاراق قۇرۇلمىغا سېلىشتۇرغىلى بولىدىغان قۇرۇلمىدا ئاجىزلىق ئايروپىلانى مەۋجۇت ئەمەس. ئولىۋىن پارچىلىنىپ كەتسە ، ئۇ كرىستاللوگرافىك ئايروپىلاننى پارچىلاشتىن كۆرە ، قۇرۇلمىنى تەرتىپسىز سۇندۇرىدۇ.

بوغما يىلان سىممېترىكلىكى ئانسوتروپىك خۇسۇسىيەت ھاسىل قىلىدۇ - فىزىكىلىق ئالاھىدىلىك كىرىستاللوگرافىك يۆنىلىشى بىلەن ئوخشىمايدۇ. يەر تەۋرەش دولقۇنىنىڭ تېزلىكى كىرىستال ئوققا سېلىشتۇرغاندا كېڭىيىش يۆنىلىشىگە ئاساسەن ئوخشىمايدۇ. تېز سۈرئەتلىك يۆنىلىش - ئوققا ، ئوتتۇراھال تېزلىك c - ئوققا ، ئاستا {b- ئوققا ماس كېلىدۇ. مانتا ئولىۋىندىكى بۇ يەر تەۋرەش ئانسوتروپى گېئوفىزىكا ئالىملىرىنىڭ مانتا ئېقىمىنىڭ يۆنىلىشى ۋە چوڭ-كىچىكلىكىنى چۈشەندۈرۈشىگە ياردەم بېرىدۇ.

قاتتىقلىق (Mohs ئۆلچىمىدە 6.5 - 7) ۋە زىچلىقى (3.27 - 3.37 g / cm³ for forsterite ، فايالىتنىڭ 4.39 g / cm³) ھەر ئىككىسى قۇرۇلمىنىڭ چىڭ ئورالغانلىقى ۋە مېتال ئوكسىگېن رىشتىسىنىڭ كۈچلۈكلىكى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. قويۇق ئوكسىگېن رامكىسى ۋە ئولىۋىن قۇرۇلمىسىدىكى قىسقا مېتال ئوكسىگېن ئارىلىقى چوڭقۇر يەر شارائىتىدا خىمىيىلىك ھاۋارايىغا چىداملىق قاتتىق ، قويۇق مىنېرال ماددىلارنى ھاسىل قىلىدۇ.

olivine crystal structure

ھەقىقىي زەيتۇن كرىستاللىرى ئۇلارنىڭ ھەرىكىتىگە كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدىغان قۇرۇلما خاراكتېرلىك كەمتۈكلۈكلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. نۇقسان كەمتۈكلۈكلەر (يوقاپ كەتكەن ئاتوملار) ، ئارىلىق ئارىلىقى (نورمال ئادەمسىز ئورۇنلارغا قىسىلىپ قالغان قوشۇمچە ئاتوملار) ۋە ئورۇندىكى كەمتۈكلۈكلەر (نورمال ئورۇنلاردىكى خاتا ئاتوم) قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ نۇقسانلار گەرچە ئاز ئۇچرايدىغان بولسىمۇ ، ئىئون ھەرىكىتىنىڭ يولىنى يارىتىش ئارقىلىق تارقىلىش نىسبىتى ۋە ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى كونترول قىلىدۇ.

ئايرىلىش - سىزىقتىكى كەمتۈكلۈك ، دائىملىق كىرىستاللوگرافىيىلىك ئورۇنلاشتۇرۇش بۇزۇلغان {{1} ol olivine نىڭ مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتىنى ئىگىلىدى. تارقاق سىيرىلىش (بۇ سىزىقتىكى كەمتۈكلۈكلەرنىڭ خرۇستال ئارقىلىق يۆتكىلىشى) گېئولوگىيەلىك دەۋر دەۋرىدىكى مانتا ئولىۋىندىكى ئاساسلىق ئۆزگىرىشچان مېخانىزىمغا ۋەكىللىك قىلىدۇ. كونكېرت سىيرىلىش سىستېمىسى (كرىستاللوگرافىك ئايروپىلان ۋە يۆتكىلىش ھەرىكىتىنىڭ يۆنىلىشى) زەيتۇن شېخىنىڭ قانداق ئۆزگىرىدىغانلىقىنى ۋە ياقتۇرىدىغان كىرىستال يۆنىلىشنى تەرەققىي قىلدۇرىدىغانلىقىنى بەلگىلەيدۇ.

ئاشلىق چېگرىسى ۋە قوش چېگراغا ئوخشاش كېڭەيتىلگەن كەمتۈكلۈكلەر كىرىستال قۇرۇلما بىر يۆنىلىشتىن يەنە بىر يۆنىلىشكە ئۆتىدىغان كۆرۈنۈش ھاسىل قىلىدۇ. بۇ چەكلەر مېخانىكىلىق كۈچكە تەسىر كۆرسىتىپ ، خىمىيىلىك ئۆزگەرتىشنىڭ تېز تارقىلىش يولىنى تەمىنلەيدۇ. تارماق لىنىيەلەر - تۆۋەن - بۇلۇڭلۇق چېگرالار - شەكىلسىز زەيتۇن شېخىدا تەرەققىي قىلىپ ، ئۆزگىرىشچان تارىخنى خاتىرىلەيدۇ.

يەر يۈزىدە ، ئولىۋىن ھاۋاسى كۈچلۈك قۇرۇلمىغا قارىماي تېز سۈرئەتتە ھاۋارايى كۆرۈلىدۇ. سۇ مولېكۇلالىرى كەمتۈكلۈك ۋە ئاشلىق چېگراسىغا سىڭىپ كىرىپ ، زەيتۇن رامكىسى بىلەن ئىنكاس قايتۇرىدۇ. ئەڭ كۆپ ئۇچرايدىغان ئۆزگىرىشچان مەھسۇلات يىلان بولۇپ ، سۇ مولېكۇلالىرى قۇرۇلمىغا كىرگەندە شەكىللىنىدۇ: 2Mg₂SiO₄ + 3 H₂O → Mg₃Si₂O₅ (OH) ₄ + Mg (OH) ₂. بۇ خىل ئىنكاس ئەسلىدىكى ھەجىمىنى% 30-% 40 كېڭەيتىپ ، ئەسلىدىكى زەيتۇن قۇرۇلمىسىنى بۇزۇپ تاشلاپ ، ئۇنىڭ ئورنىنى سىلىتسىيلىق قەۋەت بىلەن ئالماشتۇرىدۇ.

باشقا ئۆزگەرتىش مەھسۇلاتلىرى بولسا iddingsite (ئىنچىكە - تۆمۈر ئوكسىد ۋە لاي مىنېرال ماددىلارنىڭ ئارىلاشما ئارىلاشمىسى) ۋە بوللىڭ (سۇيۇقلاندۇرۇلغان تۆمۈر - سىلىتسىيلىق). بۇ ئۆزگەرتىش جەريانى يېرىق ۋە خرۇستال قىرلارنى بويلاپ ئەڭ تېز ئىلگىرىلەيدۇ ، بۇ يەردە سۇ قۇرۇلمىغا ئەڭ ئاسان ئېرىشەلەيدۇ. تولۇق تەخەللۇس ئالماشتۇرۇش يۈز بېرىدۇ ، ئۆزگەرتىلگەن ماتېرىيال سىرتقى خرۇستال شەكىلنى ساقلاپ قالىدۇ ، ئىچكى قۇرۇلما پۈتۈنلەي ئىككىلەمچى مىنېرال ماددىغا ئايلىنىدۇ.

زەيتۇن قۇرۇلمىسىنىڭ باشقا سىلىتسىيلىق مىنېرال ماددىلاردىن نېمە پەرقى بار؟

Olivine تەركىبىدە ئوكسىگېن ئاتوملىرىنى بىر-بىرىگە ھەمبەھىرلىمەيدىغان ئايرىۋېتىلگەن SiO₄ tetrahedra بار بولۇپ ، ئۇنى نېسولىزىم دەپ ئېنىقلىما بېرىدۇ. بۇ زەنجىرسىمان سىلىتسىيلار (پىروسېنغا ئوخشاش) ، ۋاراق سىلىتسىيلار (مىكاغا ئوخشاش) ۋە رامكىلىق سىلىتسىيلار (كۋارتسقا ئوخشاش) بىلەن سېلىشتۇرما بولۇپ ، تېتراخېدرا ئوكسىگېن بىلەن تەڭلىشىپ كېڭەيتىلگەن قۇرۇلمىلارنى ھاسىل قىلىدۇ. ئايرىۋېتىلگەن تېتراخرا مېتال - ئوكسىگېن رىشتىسى بىلەن تۇتاشقان قويۇق ئۈچ - ئۆلچەملىك تور ھاسىل قىلىدۇ.

نېمە ئۈچۈن زەيتۇننىڭ ئوخشىمىغان ئىككى خىل مېتال ئورنى بار (M1 ۋە M2)؟

بوغما يىلان سىممېترىكلىكى ۋە ئوكسىگېن ئاتومنىڭ كونكرېت ئوراش ئورۇنلاشتۇرۇشى چوڭ-كىچىكلىكى ۋە بۇرمىلىنىشى ئوخشاش بولمىغان كىرىستاللوگرافىك پەرقلىنىدىغان سەككىز ئوكسىد ئورنىنى ھاسىل قىلىدۇ. M1 تەتۈر ئايلىنىش مەركىزىدە ئولتۇرىدۇ ھەمدە كىچىك ھەم بۇرمىلانغان ، M2 بولسا ئەينەك ئايروپىلاندا ياتقان بولۇپ ، چوڭ ۋە دائىملىق. بۇ پەرق قايسى تور بېكەتلەرنىڭ قايسى تور بېكەتلەرنى ياخشى كۆرىدىغانلىقى ۋە ماتېرىيالنىڭ فىزىكىلىق خۇسۇسىيىتىنى كونترول قىلىدىغانلىقىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ.

تەركىبى زەيتۇن كرىستال قۇرۇلمىسىغا قانداق تەسىر كۆرسىتىدۇ؟

تۆمۈر - فايالىت تۈرىدىكى ماگنىينىڭ ئورنىنى ئالىدىغان بولغاچقا ، Fe cell Mg²⁺ دىن چوڭ بولغاچقا ، بىرلىك ھۈجەيرىسى بىردەك كېڭىيىدۇ. ئاساسىي قۇرۇلما توپولوگىيەسى ئۆزگەرمەيدۇ {{2} same ئوخشاش بوشلۇق گۇرۇپپىسى ، ئوخشاش ئاتوم ئورنى ، ئوخشاش ماسلىشىش مۇھىتى. زايومنىڭ ئۇزۇنلۇقى سەل ئۆسىدۇ ، ئەمما ئاتومنىڭ ئورۇنلاشتۇرۇلۇشى ئاساسەن ئوخشاش. بۇ ئاخىرى - ئەزالىرى ئارىسىدا تولۇق مۇستەھكەم ھەل قىلالايدۇ.

زەيتۇن قۇرۇلمىسى سۇ ياكى باشقا تۇراقسىزلىقنى سىغدۇرالامدۇ؟

ئۆلچەملىك زەيتۇن قۇرۇلمىسىدا ھىدروكسىل گۇرۇپپىسى ياكى مولېكۇلا سۈيى يوق. قانداقلا بولمىسۇن ، ھىدروگېننىڭ مىقدارى مىقداردىكى كەمتۈكلۈك - سۈپىتىدە ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، ئادەتتە OH گۇرۇپپىسى ئوكسىگېن ئاتومنىڭ ئورنىنى ئالىدۇ ياكى نورمال بوش ئورۇنلاردا تۇرىدۇ. بۇ «سۇ» مەزمۇنى ئىنتايىن تۆۋەن ھالەتتە تۇرىدۇ (ئادەتتە<50 ppm by weight), but even trace hydrogen significantly affects electrical conductivity and diffusion rates. Water content increases with pressure, making transition zone olivine polymorphs potentially important water reservoirs in Earth's deep interior.

زەيتۇن كرىستال قۇرۇلمىسى تۆۋەندىكى ئاساسىي ئالاھىدىلىكلەرنى نامايان قىلىدۇ:

خرۇستال سىستېما: بوشلۇق گۇرۇپپىسى Pbnm بىلەن Orthorhombic (ياكى باشقا ئورۇندىكى Pnma)

رېشاتكا پارامېتىرلىرى:

فورستېرېت: ≈ 4.75 Å ، b ≈ 10.20 Å ، c ≈ 5.98 Å

فايالىت: ≈ 4.82 Å ، b ≈ 10.48 Å ، c ≈ 6.09 Å

بىنالار: مېتال - ئوكسىگېن ئوكتادرا (MO₆) ئارقىلىق ئۇلانغان SiO₄ tetrahedra.

Metal Sites: ئوخشىمىغان چوڭ-كىچىكلىكى ۋە بۇرمىلىنىشى بار ئىككى ئالاھىدە سەككىز بۇلۇڭلۇق تور بېكەت (M1 ۋە M2)

ئوكسىگېن ئورنى: سىممېترىك بولمىغان ئورۇندىكى كىرىستاللىق پەرقلىنىدىغان ئۈچ ئوكسىگېن ئورنى

قۇرۇلما تىپى: ئالتە تەرەپلىك تاق - ئورالغان ئوكسىگېن تىزمىسى ۋە ئۈچ بۇلۇڭلۇق بوشلۇقتىكى كاتەكچە.

تۈرگە ئايرىش: ئايرىۋېتىلگەن ئۈچەي بۆلەكلىرى سەۋەبىدىن نېسوسىلىك (ورتوسىلىك)

ماسلاشتۇرۇش: 4 ماسلاشتۇرۇشتىكى سى (Tetrahedral) ، 6 ماسلاشتۇرۇشتىكى M كاتەكچىسى (سەككىز بۇرجەكلىك بىنا)

بۇ قۇرۇلما رامكىسى كۆرۈنەرلىك مۇستەھكەم بولۇپ ، گېئولوگىيەلىك مۇھىتتىكى كەڭ دائىرىدە مۇقىملىقنى ساقلايدۇ ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا تېخنىكىلىق قوللىنىشچان ئىلغار باتارېيە ماتېرىياللىرىنى ئاساس بىلەن تەمىنلەيدۇ. زەيتۇن قۇرۇلمىسىنىڭ كۈچلۈك كوۋېنتلىق Si - O لارنىڭ جانلىق مېتال - ئوكسىگېن ماسلىشىشى بىلەن بىرىكىشى ئۇنى يەرشارىدىكى ئەڭ مۇھىم ۋە كۆپ خىل مىنېرال قۇرۇلمىلارنىڭ بىرىگە ئايلاندۇرىدۇ.