解理
編輯在礦物學和材料科學中,解理是指晶體材料沿確定的晶體結構平面分裂的趨勢。 這些相對較弱的平面是原子和離子在晶體中的規則位置的結果,它們形成光滑的重復表面,在顯微鏡和肉眼中都可見。 如果某些方向上的鍵比其他方向弱,則晶體將傾向于沿弱鍵平面分裂。 這些平坦的斷裂被稱為劈裂。 解理的典型例子是云母,它沿著基礎類松質體在一個方向上解理,使層看起來像書頁。 事實上,礦物學家經常參考云母書籍。
金剛石和石墨提供了解理的例子。 兩者都僅由一種元素碳組成。 但在金剛石中,每個碳原子以四面體模式與其他四個碳原子以短共價鍵鍵合。 鉆石的薄弱面(解理面)沿著八面體的面分布在四個方向。
在石墨中,碳原子以六邊形圖案包含在層中,其中共價鍵比金剛石的共價鍵更短(因此甚至更強)。 然而,每一層都通過更長且更弱的范德華鍵連接到另一層。 這為石墨提供了一個單一方向的解理,平行于基礎類頻胺。 這種結合力非常弱,用很小的力就會破壞,層層剪切時,石墨會有一種滑溜溜的感覺。 因此,石墨是一種極好的干式潤滑劑。雖然所有單晶在其晶體結構中都會顯示出沿原子平面分裂的趨勢,但如果一個方向或另一個方向之間的差異不夠大,礦物將不會出現解理。 例如,剛玉沒有解理。
分裂類型
編輯平行于晶面的解理形式:
- 當只有一個解理面時,會發生基部、松形或平面解理。 石墨具有基底解理。 云母(如白云母或黑云母)也有基底解理; 這就是云母可以剝成薄片的原因。
- 當三個解理面以 90 度相交時,就會發生三次解理。 巖鹽(或鹽)具有立方解理,因此,當巖鹽晶體破碎時,它們會形成更多的立方體。
- 當晶體中有四個解理面時,就會發生八面體解理。 螢石具有完美的八面體解理。 八面體解理在半導體中很常見。 金剛石也有八面體解理。
- 當三個解理面以非 90 度的角度相交時,就會發生菱面體解理。 方解石具有菱面體解理。
- 當晶體中有兩個解理面時,就會發生棱柱形解理。 鋰輝石呈現出棱柱形解理。
- 當晶體中有六個解理面時,就會發生十二面體解理。 閃鋅礦具有十二面體解理。
離別
編輯當礦物因外部應力沿結構薄弱平面、雙組分平面或因另一種礦物的溶出而沿薄弱平面破裂時,就會發生晶體分離。 分離斷裂在外觀上與乳溝非常相似,但原因不同。 解理是由于設計缺陷造成的,而分離是由于生長缺陷(偏離基本晶體設計)造成的。 因此,解理將發生在特定礦物的所有樣品中,而分離僅在具有結構缺陷的樣品中發現。 分型的例子包括磁鐵礦的八面體分型、剛玉的菱形和基部分型,以及輝石的基部分型。
使用
編輯解理是一種傳統上用于礦物鑒定的物理特性,無論是在手標本還是巖石和礦物研究的顯微鏡檢查中。 例如,輝石 (88–92°) 和角閃石 (56–124°) 的棱柱形解理面之間的角度具有診斷意義。
寶石通常會因沖擊而裂開,如鉆石切割。
半導體材料的合成單晶通常以更容易切割的薄晶片形式出售。 簡單地將硅晶片壓在柔軟的表面上并用金剛石劃線器劃傷其邊緣通常足以導致解理; 然而,當切割晶圓以形成芯片時,為了更好地控制,通常會遵循刻劃和折斷的程序。 元素半導體(硅、鍺和金剛石)是金剛石立方體,是觀察到八面體解理的空間群。 這意味著晶圓的某些方向允許切割近乎完美的矩形。 大多數其他商用半導體(GaAs、InSb 等)可以采用相關的閃鋅礦結構制成,具有類似的解理面。
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