Електричні властивості мінералів

Електричні властивості –

Опір

Питомий опір мінералів змінюється від 10^-6 до 10²⁰ Ом·м

Провідники  <10^-3Ом·м

Напівпровідники  від 10^-3 до 10⁸ Ом·м

Діелектрики  >10⁸ Ом·м Найбільший опір (>10¹⁴Ом·м) мають мусковіт, флюорит, галіт.

, електропровідність. Провідники, напівпровідники, діелектрики. Залежність електричних властивостей від типу хімічного зв’язку в мінералі. Ширина забороненої зони і електричні властивості.

Діелектрична стала 

Лід 79

Рутил 15

Каситерит 24

Церусит 25

Кальціт, апатит, барит 6–8

Польові шпати, слюди, кварц 4-5

Мінерали-напівпровідники: власні, домішкові (електронні та диркові) (приклад піриту, арсенопіриту, сфалериту). Анізотропія провідності в анізотропних мінералів. Зміна електричних властивостей залежно від температури та тиску.

Мінерали-піроелектрики. Виникнення електричного заряду при зміні температури мінералу (турмалін); така властивість проявляється в нецентросиметричних мінералах вздовж полярних напрямків. В таких мінералах кінці полярної осі стають різнозарядними і, відповідно, розрізняють аналогічний (+) та антилогічний (-) полюси.

Мінерали-п’єзоелектрики. Виникнення електричного заряду при прикладенні до мінералу напрямленого тиску (кварц, турмалін); проявляється в мінералах з однією або декількома полярними осями. Практичне використання: стабілізація частоти радіостанцій, електроосциляції кварцу в електронних годинниках, датчики тиску із кварцу (звукові локатори) та турмаліну (вимірювання сили атомного вибуху).

Псевдопіроелектричні властивості - термічне стискання при нерівномірному нагріванні та виникнення п’єзоелектричного ефекту.

Мінерали-трібоелектрики – сірка, евклаз BeAl(OH)[SіO₄], флюорит.

Використання електричних властивостей мінералів при геофізичних пошуках.

Термічні властивості

• Теплоємність максимальна в графіту, гіпсу, кальциту, кварцу

• Теплопровідність в ряді мідь – кварц – кальцит – флюорит

• термічне розширення, анізотропія термічного розширення

• плавлення, збільшення об’єму при плавленні; теплота плавлення, температура плавлення; поглинання/ виділення тепла при плавленні плавлення конгруентне (прямий перехід мінерал  розплав – напр.: плагіоклаз  розплав) та інконгруентне (мінерал  розплав + новий мінерал  розплав – напр.: калішпат  розплав+лейцит)

• зміна температури плавлення в залежності від складу твердих розчинів

Таблиця Шкала плавлення мінералів

Мінерал	Тплавл, °С
Самородний вісмут	271
Антимоніт	550
Халькопірит	1000
Актиноліт	1180-1230
Ортоклаз	1300
Енстатит	1430
Кварц	1700

Теплоємність мінералів

Термічне розкладання мінералів (ендо і екзо)

• дегідратація – термічний розпад мінералу із виділенням води

• втрата кристалізаційної води (гіпс  ангідрит),

• розкладання мінералів що містять гідроксил-іони або карбонатні групи (CO₃^2-)

• дисоціація мінералів, що мають іонні пари типу S₂^2-(пірит, ковелін, герсдорфіт)

• багаті киснем оксиди (піролюзит 2MnO₂  Mn₂O₃ + 0.5O₂; гематит)

Диференціально-термічний (ДТА) (енергетичні ефекти нагрівання)та диференціально-термогравіметричний (ДТГА) (зміна ваги мінералу при нагріванні) аналізи – використання для діагностики.

Використання теплопровідності для розрізняння справжнього та підробного алмазів (в алмазу висока теплопровідність)

Анізотропія термічного розширення