Phys. Chem. Minerals: 铅氟磷灰石-铅钒氟磷灰石固溶体的拉曼特征以及热膨胀特性
磷灰石结构中有着广泛的元素替代,从而形成不同种类的磷灰石,致使磷灰石族矿物成为地学、环境、医学等诸多领域的重要研究对象。最近,北京大学高温高压实验室刘曦研究员课题组成员硕士研究生何强围绕铅氟磷灰石-铅钒氟磷灰石固溶体体系做了大量工作,初步成果已在最新一期的国际知名地学矿物学杂志Phys. Chem. Mineral上发表。
在这项工作中,何强先使用高温烧结法合成不同磷钒比例的铅氟磷灰石(Pb10(PO4)6-x(VO4)xF2),紧接着依靠电子探针、X-射线衍射、扫描电镜等一系列检测手段对合成产物进行物相和成分的鉴定。以这些扎实的表征工作为依据,确定样品合成成功(x=0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)。然后,何强对这7个样品进行进一步的Raman、高温XRD的测试。 测试的结果显示该固溶体体系基本遵从Vegard定律,晶胞参数随成分大致呈线性变化,有微弱的s型走势。Raman测试说明磷灰石结构中的BO4四面体(PO4以及VO4)的体积随成分也有规律性的变化,从而提供了一种用Raman光谱检测磷灰石中PO4以及VO4含量的简便方法。高温XRD拟合的结果给出了该体系7个磷灰石的热膨胀系数随成分线性变化的趋势:a轴、c轴和体积V的热膨胀系数均与VO4的含量呈正相关,且c轴的热膨胀性比a轴更大。
何强曾经在<<2010年全国岩石学与地球动力学研讨会>>上报道过这部分工作,并获得优秀学生论文奖。
该项工作的具体内容请参考:He Q, Liu X, Hu X, Li S, Wang H (2011). Solid solution between lead fluorapatite and lead fluorvanadate apatite: mixing behavior, Raman feature and thermal expansivity. Phys. Chem. Minerals 38:741-752.