《力学性质汇总》PPT课件.ppt

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1、4-2 矿物的力学性质(包括：解理、硬度、延展性、脆性、弹性和挠性)一、矿物的解理、断口和裂开一）解理与断口1、矿物的解理与断口的概念解理与解理面矿物受外力(敲打、挤压等)作用后，沿着一定的结晶方向发生破裂，并能裂出光滑平面的性质称解理，这些平面称解理面。断口 如果矿物受外力作用，可在任意方向破裂并呈各种凹凸不平的断面形状(如贝壳状、锯齿状),该断面为断口。,2影响矿物解理发育的因素 解理是由矿物的晶体结构决定的，由于晶体结构具有异向性，在不同的结晶方位上化学键力有差异。解理往往沿着面网间中化学健力最弱的方向产生。表现在以下方面：1）解理面一般平行于面网密度最大的面网。从几何角度看，面网密度大

2、，面网间距也大，面网间的引力就小，故解理容易沿此方向产生。例如金刚石的解理平行于111。,2）解理面常平行于由异号离子组成的电性中和的面网。在电性中和的面网上，网内质点间的静电引力强，而相邻面网间的静电引力弱。实例：石盐的晶体结构中,（100）是由Na+和Cl-组成，且数量相等而达到电性中和，故石盐沿（100）产生解理。3）当相邻面网为同号离子时，其间易产生解理。因同号离子间的斥力，使其相邻面网间联系力弱。实例：萤石沿（111）方向有由F-1组成的两个相邻面网，其解理面平行（111）而产生。,如石墨为层状结构，层内CC的离子间距为0.142nm，具共价键和键；石墨层间距离为0.340 nm，具

3、分子键。显然，层内键力比层间的键力强，故解理沿（0001）层的方问产生。,4）解理面通常沿着化学键力最弱的方向。,3 矿物解理的分级 根据矿物解理发育程度,矿物的解理分为五个等级：1）极完全解理 矿物在外力作用下极易裂成薄片。解理面光滑、平整，很难出现断口。2)完全解理 矿物在外力作用下，很容易沿解理方向裂成平面(但不成薄片)，解理面平滑；如方解石、方铅矿、萤石等。,3）中等解理 矿物在外力作用下，产生明显的解理，解理面不太连续和光滑，有断口。如白钨矿等。,方解石的完全解理,4）不完全解理 矿物在外力作用下，不易裂出解理面，解理面小而不平整，易出现断口。（磷灰石）。5）极不完全解理 矿物受外力

4、作用后，极难出现解理，多形成断口，一般称无解理。如石英、石榴石、黄铁矿等。,注解:关于解理矿物的解理与断口出现的难易程度互为消长。一个晶体上如解理越发育，则断口出现的机会愈少。解理既体现出矿物晶体的异向性，又体现出晶体的对称性，如重晶石属斜方晶体，平行001有一组完全解理，平行210有二组中等解理。不同种矿物，其解理发育程度不同。有些矿物无解理，有些矿物有一组或数组程度不同的解理。,方铅矿,石墨,重晶石,萤石,闪锌矿,在观察矿物的解理时，应该在矿物单体上观察，因为矿物的解理是在单体上产生的，并且要注意解理面与晶面的区别。,在实际矿物中，解理等级不完全受上述五个等级所限制，有些矿物的解理，可能属

5、于上述五个等级中的某两个等级的过渡情况。实例：萤石、普通角闪石的完全解理，要比方铅矿、方解石的完全解理差些，而比中等解理要好些，可以把它们视为中等到完全解理。只有晶质矿物才能产生解理，它是矿物固有的性质，同种矿物具有相同的解理，是矿物重要的鉴定特征。,根据解理发育情况可以推测矿物晶体结构的某些特征，尤其是了解化学键强度的分布和晶体的对称性。对于宝石加工而言，解理是一种不利的因素，它给琢磨加工带来不便，一般解理发育的宝石，抛光的方向不能平行于解理的方向。断口与解理不同，不论在晶体或非晶体矿物上均可发生。容易产生断口的矿物，由于其断口常具有一定的形态，因此可用来作为鉴定矿物的一种辅助特征。,4、矿

6、物断口的形态1）类型划分 贝壳状断口 断口呈椭圆形的光滑曲面，面上常出现不规则的同心条纹，形似贝壳状。如石英和玻璃质矿物。锯齿状 断口呈尖锐的锯齿状，延展性很强的矿物具有此种断口。,纤维状及多片状 断口面呈维状或细片状。如纤维石膏、蛇纹石等。参差状 断口面参差不齐、粗糙不平。大多数矿物具有此种断口，如磷灰石。土状 为土状矿物（如高岭石、铝矾土等）所特有的粗糙断口形状，断口面呈细粉状。,参差状,二）裂开 矿物晶体在外力作用下沿着一定结晶方向裂开的性质，裂开的面称裂开面。从外表看，同解理很相似，但二者成因不同。1矿物产生裂开的原因 1)矿物裂开面可能是沿着双晶接合面特别是聚片双晶的接合面发生。2)

7、矿物沿某一面网存在有他种成分的细微包裹体，或者是固溶体离溶物，这些物质作为该方向面网间的夹层，有规律地分布，使矿物产生裂开(例如磁铁矿沿111 含Ti方向的裂开)。,注解：裂开与解理的区别 裂开与解理在本质上不同：1.裂开面很少是特别光滑的，一般只沿着一个方向发生，而解理则沿着结晶方向在矿物的各个部位都能出现。2.同种矿物并非都有裂开的性质，它不是矿物固有的特性；而解理则不然，凡是具有解理的矿物种，其所有矿物个体中皆存在解理。,二、矿物的硬度 矿物的硬度是指矿物抵抗外力刻划、压入或研磨等机械作用的能力，是鉴定矿物的重要特征之一，矿物硬度以H表示。一）矿物硬度的测定方法 测定硬度的方法很多，有刻

8、划法、压入法、研磨法、等，其中以前两种方法应用最为广泛。,1、刻划法 在矿物学中一直沿用，摩氏硬度计是1822年由德国物理学家FriedrichMohs所提出。摩氏硬度计由十种标准矿物组成，按其软硬程度排列成十级：,1）测定方法 将欲测矿物和硬度计中某一矿物相互刻划。如某一矿物能划动磷灰石则其硬度大于磷灰石，但又能被正长石所刻划，即其硬度小于正长石，则该矿物的硬度为5到6之间，可写成56。,注解：关于刻划硬度实际对矿物进行鉴定时还可以用更简便的方法来代替硬度计，比如指甲的硬度为2.5，铜币的硬度为3.5，小刀的硬度为5.5，钢针的硬度为6.5。矿物的硬度粗略地划分为：小于指甲(2.5)、指甲与

9、小刀之间(2.55.5)及大于小刀(5.5)三级。此外，还可借助铜针(H3)、玻璃片(H5.5)、瓷器片(H66.5)等来粗略确定矿物的硬度。摩氏硬度只表示矿物间相对硬度大小，各级硬度间没有倍数和比例的关系。,2、压入法 压入法是用合金或金刚石制成一定形状的压头，在矿物光面上施加一定的负荷(重量)，根据负荷与压痕表面积(或深度)的大小，计算求得矿物的硬度大小。压痕表面积与负荷（P）成正比关系，与硬度成反比。硬度越大，抵抗压入的能力就越大，产生压痕的表面积越小。,压入法因使用不同的压头和测试技术而有多种方法。其中以英国维克斯-阿姆斯特朗公司制造的应用较广,维克(Vicker)法(又称维氏法)，其

10、硬度以Hv或VHN表示。维氏法压头是用正方形的金刚石锥体，锥体二对角面的交角()为136，压痕呈正方形锥形。设负荷为P(kg)，压痕对角线长度为d(mm)，根据负荷与压痕表面积，计算以负荷面积(kgmm2)为单位的维克显微硬度值。,注解：1、维克法测定矿物硬度较刻划法精确，在应用时可换算成摩氏硬度，赫鲁晓夫(MMXpymob)提出摩氏硬度(HM)与维克硬度(Hv)间的转换关系为：,注解2 摩氏硬度计中，十种矿物的压入硬度如下，单位kg/mm2,二)影响矿物硬度的因素 1、矿物的硬度主要取决于矿物晶体结构的牢固程度，与化学键的类型及其强度密切相关。具典型共价键的矿物硬度最大，具离子键的矿物硬度中

11、等，具金属键的矿物硬度较小，具分子键的矿物硬度最小。2、自然界中，具有离子晶格的矿物十分普遍，而离子键的强度随离子性质的不同而有差异，因而矿物硬度变化大，其影响因素如下：,离子半径 当矿物的晶体结构类型及离子电价相同时，矿物的硬度随着离子半径的减小而增大。实例：方解石与菱镁矿，它们都是同结构的含二价阳离子的碳酸盐矿物，因Ca2+半径是0.108nm，Mg2+半径是0.066nm，所以方解石(CaCO3)的硬度是3，而菱镁矿(MgCO3)则是4.5。,离子电价 当晶体结构类型和离子半径相同时，离子电价越高，键力越强，矿物硬度越大。实例：萤石(CaF2)和方钍石(Th02)，二者具有相同的结构，C

12、a2+、Th4+的离子半径也很相近(0.120nm和0.112nm)，但Ca2+与Th4+电价不同，故萤石的硬度是4，而方钍石是6.5。结构堆积紧密程度 一般说来，晶体结构中原子(或离子)堆积紧密时，硬度大，否则硬度小。,实例：方解石与文石是CaCO3的同质多象变体，但前者(相对密度2.72)比后者(相对密度2.94)结构“松弛”，故方解石硬度是3，文石硬度是4。配位数 矿物硬度随配位数的增大而增大。配位数与堆积紧密程度相关，配位数增大，结构紧密堆积程度随之增大，因此硬度大。实例：Ca2+在方解石中的配位数为6，在文石中为9，后者硬度大。,矿物中的水 矿物中无论含H2O分子或OH)-，都将使硬

13、度降低。实例：石膏(CaSO4.2H2O)的硬度是1.52，硬石膏(CaS04)的硬度则是33.5。三)矿物硬度的异向性与对称性1、硬度曲线 由于矿物晶体结构具有对称性和异向性，导致矿物硬度也具有对称性和异向性。把晶面上不同方向的硬度值测出之后，取晶面中央一点为中心，在不同的方向上，按硬度值的比例绘出半径，连接半径末端所成的曲线，称为“硬度曲线”,注解1：硬度曲线既反映了矿物硬度的对称性（硬度曲线形状对称），又反映了异向性（不同方向硬度大小不同）。注解2：在肉眼鉴定矿物时，必须在矿物单体的新鲜面上进行，尽量避开风化、裂隙及矿物集合体方式等形成的虚假硬度。四）研究硬度的意义1）矿物在工业上的合理

14、应用 高硬度的金刚石广泛用于制造研磨、抛光、切割等重要工具；低硬度的石墨则是重要的固体润滑剂，对于宝石，一般要求大硬度，且不易磨损。2）选矿方面的应用,三、矿物的脆性和延展性1 脆性概念 矿物受外力作用容易破碎的性质称为脆性。注解1.脆性是离子键矿物的一种特性，绝大多数矿物具有过渡型的离子共价键，矿物的离子键性程度越大，脆性就越强。2.具有脆性的矿物被小刀刻划时，可出现小粒或粉末。实例：方铅矿的硬度虽大于小刀，但由于它具有明显的脆性，因此可被压碎。,2延展性概念 矿物在拉引或锤击下，容易发生塑性变形形成细丝和薄片的性质称为延展性。注解 关于延展性1 通常温度升高，矿物的延展性增强。实例：自然金

15、属矿物-自然金、自然银、自然铜等均具有良好的延展性，混入杂质，有可能使其延展性下降。一些硫化物矿物(辉铜矿)也具有一定程度的延展性。2 当用小刀刻划具有延展性矿物时，矿物表面被刻之处即留下光亮的沟痕，而不出现粉末或碎粒，借此可与脆性相区别。,小知识：1g纯金可拉成3500m长、直径0.00434mm的细丝，或压成厚度为0.2310mm的金箔。,四、矿物的弹性和挠性1、弹性概念 片状或显微片状矿物受外力作用发生弯曲变形，但当外力作用取消后，能使弯曲形变恢复原状，此性质称为弹性。实例：云母、石棉等矿物，均具有弹性。2、挠性概念 片状或显微片状矿物受外力作用发生弯曲变形，外力作用取消后，弯曲了的形变

16、不能恢复原状，则此性质称为挠性。实例：滑石、绿泥石等矿物均具挠性。,3矿物具有弹性的和挠性的原因1）云母、石棉等层状结构的矿物，其单位层之间存在着部分阳离子，层与层之间有一定的离子键连结。当受外力弯曲时，这些离子键也被拉长或压短，各单位层能够变弯和移动，外力取消，这些离子键能恢复正常，并使各单位层恢复到原位，从而使矿物表现为弹性。2）滑石、绿泥石等层状结构的矿物，在其内部结构单位层与层之间，只有微弱的分子间力相连。当受外力弯曲时，两种层之间可相对移动，但并不产生内应力，弯曲变形后不能恢复原状，表现为挠性。,五、矿物的密度和相对密度,1.两个概念1）矿物的密度：指单位体积矿物的质量，单位为gcm

17、3。2）矿物的相对密度：纯净的单矿物在空气中的重量与4时同体积水的重量比，没有单位。与密度在数值上相同，但它更易于测定。注解 1.矿物的密度变化很大，1（石蜡、琥珀）23（铂族矿物），大多数矿物的密度在23.5之间。2.卤化物和含氧盐类矿物较轻，氧化物、硫化物和自然金属矿物的密度较大。,2矿物相对密度的分级依据相对密度的大小分为三级：轻级：相对密度小于2.5。如石盐(2.12.2)，石膏(2.3)。中级：相对密度由2.5-4。如石英(2.65)，金刚石(3.5)。重级：相对密度大于4。如方铅矿(7.47.6)，自然金(15.6-19.3),3矿物相对密度的测定方法(1)掂量法 用手掂量矿物，以

18、手感大致估量出矿物相对密度的等级(轻、中、重级)。该方法虽不精确，但实际工作中经常使用，尤其是对轻级和重级矿物有实用意义。(2)测定方法 测定矿物相对密度(Dm)的方法很多，常用的有比重瓶法、重液法、扭力天平法等。,比重瓶法原理：根据固体矿物在水中的失重等于同体积的水重的原理测定的。比重瓶的容积是2550cm3带有刻度的瓶子。测定方法：称量比重瓶的质量P1；将待测矿物的小块放在比重瓶中，占瓶容积的1/3，称量瓶和矿物的总重量P2。将蒸馏水注入比重瓶，用抽气或加热的方法排出瓶内附着在矿物表面的气泡（加热温度80100）。用滴定管将蒸馏水注满瓶中，称量瓶、水和矿物的总重量P3。,从瓶中倒出矿物和水

19、，再将蒸馏水注入瓶中，达到与前相同的水位，称量瓶和水的总重量P4。按照公式计算相对密度D,注解1、该法测定密度时要求用纯净的蒸馏水。但由于水能部分的溶解矿物中的某些盐类，因此采用非极性液体（煤油），计算其密度时，将上面的计算结果乘以液体的密度。2、比重瓶法可以测定矿物晶体的碎块或粉末的密度，但操作较繁，用时较长。,重液法1）原理 根据矿物的比重与液体比重相同时，矿物可在液体中呈悬浮状态的原理，用液体的密度定出矿物的密度。该方法迅速、准确，但要求有成套的各种不同的密度的重液，且不能测定密度超过4.2的矿物。重液法不仅可测定矿物的密度，而且可用来分离不同密度的矿物，用来选矿。,扭力天平法1)原理

20、利用阿基米德原理测定矿物的密度，测定中用的介质是四氯化碳、酒精、甲苯等液体。2)测定方法称量矿物在空气中的重量p2称量装有矿样的称盘在四氯化碳中的质量p3称量空称盘在液体中的质量p4记录测定时的室温，查出相应温度下四氯化碳的密度D利用公式计算矿物的密度,P1=0时,其中，P1-空称盘在空气中的重量;p2-称盘装上矿样后在空气中的重量；p3-装有矿样的称盘在液体中的重量；p4-空称盘在液体中的重量；D液-所用液体在t的密度。,4矿物密度的计算方法 假定矿物的晶体化学式中元素的原子量之和为M，单位晶胞中相当晶体化学式的分子数(Z)和晶胞体积(V)已知，则矿物密度Dc的理论值为：,5影响矿物相对密度

21、的因素 矿物的相对密度取决于其化学成分和内部结构，主要有如下方面：(1)元素的原子量及离(原)子半径的大小 在结构相似的矿物中，一般是组成矿物元素的原子量越大，其相对密度也越大。实例：方解石(CaC03)与菱铁矿(FeCO3)两者具有相同的结构，钙的原子量为40.08，铁为55.85，前者相对密度是2.62.9后者是3.74。,实例：在镁橄榄石(Mg2Si04-铁橄榄石(Fe2Si04完全类质同象系列中，由于组分的连续变化，矿物相对密度也作规律变化。,根据根据矿物的相对密度可以了解矿物化学成分的变化。,注解：虽然矿物中组成元素的原子量较大，相对密度越大，但如果其离子半径值较大，则相对密度随之变

22、小。实例：方解石(CaCO3)与菱镁矿(MgCO3)，尽管钙原子量(40.08)大于镁(24.32)，但由于Ca2+离子半径(0.108nm)大于Mg2+离子半径(0.088nm),此时，原子半径对相对密度的影响比原子量的影响大，所以菱镁矿(2.93.1)的相对密度大于方解石(2.62.9)。,(2)矿物晶体结构堆积的紧密程度和配位数的影响 结构堆积紧密，配位数高时，矿物的相对密度大，反之则小。实例：碳的同质多象变体金刚石和石墨。金刚石和石墨均由碳原子组成，具有相同的原子半径，但金刚石具立方面心格子，其中碳的配位数为4，结构较紧密，相对密度是3.473.56；而石墨的配位数为3，结构松弛，其相

23、对密度仅2.092.23。,3)温度和压力的影响 温度升高有利于阳离子配位数的降低而形成相对密度较小的矿物，压力加大则有利于形成相对密度较大的矿物（煤比重的变化规律）。6、研究矿物相对密度的意义矿物相对密度对某些矿物的鉴定、分离和应用等都有重要的意义。同一种矿物，由于化学成分的变化、类质同象的代替，以及机械混入物、包裹体的存在、洞穴与裂隙中对空气的吸附等对矿物相对密度均会产生影响。测定矿物相对密度时，必须挑选纯净、未经风化的矿物为样品。,六、矿物的磁性1、磁性概念 矿物 被永久磁铁或电磁铁吸引或排斥的性质。自然界具有磁性的矿物很多，但磁性大都较弱。2、矿物磁性产生的原因1）一切矿物的磁性都起源

24、于电流。在物质的原子、分子等物质微粒内部，由于电子绕核转动及自身绕轴线旋转产生一种环形电流，这种环形电流类似于导线中的电流，在其周围空间可形成磁场，使每个物质微粒部成为一个微小的磁性体。,2）一般物体通常不显示出磁性，是因为物体中的各个物质微粒由于自旋产生的电流的方向是互不相同、紊乱无章的，其产生的磁场在空间中互相抵消，因此整体不显示出磁性。3）在外磁场作用下，物体中的各个物质微粒产生的环形电流，方向大致相同，物体因此显示出磁性。,3、矿物磁性的分类 矿物的磁性强弱主要是取决于组成元素的电子构型和磁性结构，分类如下：,1)根据矿物在外磁场作用下行为表现，矿物的磁性分为三类：逆磁性矿物 矿物在外

25、磁场作用下，产生很弱的感应磁性，其磁化方向与外磁场方向相反，磁化率很小，表现为受磁场的排斥。注解：逆磁性矿物的主要阳离子多属惰性气体型，电子成对，具有平衡的自旋。外磁场只能引起电子轨道运动的轻微变形，产生极小的磁化率；当外磁场移去，逆磁性即消失。,电磁性矿物 矿物在外磁场作用下，产生的感应磁性较大，其磁化方向与外磁场方向相同，磁化率不大，为正值，表现为受磁场的吸引。注解1 这类矿物较多，它们不被永久磁铁吸引，但可被电磁铁吸引，如角闪石、辉石、电气石等。注解2 电磁性矿物可分为强电磁性矿物、中等电磁性矿物和弱电磁性矿物。磁性矿物 矿物的碎块或粉末能被永久磁铁所吸引，这类矿物数量很少。如磁铁矿、磁

26、黄铁矿、自然铁等。,2）根据矿物的比磁化系数分类比磁化系数1cm3的矿物在磁场强度为1 Oe的外磁场中所产生的磁力。单位为cm3/g,比磁化系数越大，表示矿物越容易被磁化。矿物磁性分类 强磁性矿物 比磁化系数大于300010-6 cm3/g，在弱磁场（9001200 Oe）就容易与其它矿物分离。实例：磁铁矿、磁黄铁矿。,中磁性矿物 比磁化系数在600 10-6 cm3/g到300010-6 cm3/g，在磁场强度20008000 Oe中可与其它矿物分离。实例：钛铁矿和铬铁矿等。弱磁性矿物 比磁化系数在15 10-6 cm3/g到60010-6 cm3/g之间，在磁场强度（10，000 Oe）能

27、与其它矿物分离。实例：赤铁矿、褐铁矿、辉铜矿等。非磁性矿物 比磁化系数小于15 10-6 cm3/g，实例：石英、方解石、长石等。,注解 关于矿物的磁性1 矿物的磁性强弱与温度有关。当温度增加时，矿物磁性逐渐减弱。磁性矿物存在一转变温度Tc，当TTc时，磁性消失，转变为电磁性矿物，Tc称为居里温度(或称居里点)。2 用肉眼鉴定矿物时，利用永久磁铁和小刀为工具，将矿物磁性粗略分成三级：,1)强磁性 矿物粉末能被永久磁铁吸起。如磁铁矿。2)弱磁性 矿物粉末能被永久磁铁吸引，但不能跃至磁铁上面。如铬铁矿。3)无磁性 矿物粉末不能被永久磁铁吸引，如黄铁矿。,4、研究磁性意义依据矿物的磁性可以用来鉴定和

28、分选矿物;矿物的磁性是磁法探矿的依据，它可以帮助寻找铁矿、圈定岩体；研究矿物的比磁化率大小可以指示矿物的形成条件，某些磁性矿物因形成温度不同，比磁化率有差异。,七、矿物的电学性质1导电性 矿物对电流的传导能力称矿物的导电性。根据矿物的能带结构类型（能量间隔禁带宽度）将矿物分为电绝缘体、良导体、半导体矿物。其导电原理也可以利用能带理论来解释。,(1)绝缘体矿物（电阻系数为1011 1016.cm）一般是离子键和共价键矿物。当能带中能量间隔很大时，一般的电场不能使价带中的电子激发到导带上去，因此不能导电。如金刚石Eg=5.5eV，为典型的绝缘体矿物。(2)半导体矿物（电阻系数1031010.cm）

29、矿物的价带与导带间能量间隔较小，只要用不大的激发能量(如热、光、电等)就可使价带中的电子跃迁到导带，电子在导带中形成有限的电子流，这就是半导体矿物。,(3)良导体矿物（电阻系数为102 10-6.cm）一般是金属键矿物。其价带和相邻的导带重叠(Eg=0)。电子极容易从价带跃迂到导带，形成电子流，因此为良导体。实例：黄铁矿、自然金、自然铜、石墨等。注解：在半导体矿物中，杂质元素的存在及晶格缺陷对其导电性能影响强大。因此，可以通过填加杂质元素来改变半导体矿物的导电性能。,2荷电性1）概念：在外部能量作用下，使矿物晶体表面荷电的性质，称为矿物的荷电性。具有荷电性的矿物其导电性极弱或不具有导电性。可分

30、为压电性和热电性。压电性：某些矿物晶体，在机械作用的压力或张力影响下，因变形效应而呈现的荷电性质，称为压电性。压电效应 矿物在被压缩时产生正电荷的部位，在拉伸时，产生负电荷。在机械的一压一张的相互不断作用下，就可以产生一个交变电场，称为压电效应。,电致伸缩 具有压电性的矿物晶体，把它放在一个交变电场中，会产生一伸一缩的机械振动，这种效应称为电致伸缩。当交变电场的频率和压电性矿物本身机械振动的频率一致时，就会发生共振现象。,正压电效应 当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的

31、极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。,逆压电效应指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。实例：石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。,应用：矿物的压电性在现代科学技术中被广泛地应用，石英由于其振动频率稳定、质地坚硬和化学性质稳定，成为优良的天然压电材料，在无线电工业用作各种换能器、超声波发生器等。,压电效应应用：压电效应已被应用到与人们

32、生产、生活、军事、科技密切相关的许多领域，以实现力电转换等功能。用压电陶瓷将外力转换成电能的特性，可以生产出不用火石的压电打火机、煤气灶打火开关、炮弹触发引信等。压电陶瓷还可以作为敏感材料，应用于扩音器、电唱头等电声器件；用于压电地震仪，可以对人类不能感知的细微振动进行监测，并精确测出震源方位和强度，从而预测地震，减少损失。利用压电效应制作的压电驱动器具有精确控制的功能，是精密机械、微电子和生物工程等领域的重要器件。,热（焦）电性 某些矿物晶体当受热或冷却时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为焦电性。实例：电气石，当被加热到一定温度时，其z轴(L3)的一端带正电，另一端则带负电；若将已被加

33、热的晶体冷却，则两端电荷变号。,电气石应用：电气石具有压电性和热电性等独特的物化性能，因此，具有远红外波段的电磁辐射，产生负氧离子以及抗菌、除臭等功能。近年来广泛用于功能纤维、纺织、服装、涂装材料、饮水净化、建材、日用品以及复合材料等领域。温度和压力等的变化能引起电气石晶体的电势差，使周围空气发生电离即在空气中产生负氧离子，从而达到净化空气的目的，在涤纶熔体中添加电气石粉，可使涤纶纤维具有远红外线保暖功能、除臭功能、负离子发射功能及抗菌功能，被称之为“奇异纤维”。,电气石还应用于其他领域：高纯度的电气石可做为宝石材料，制成各种饰品挂件项链、手镯等；抗菌除臭墙纸、地板、天花板、家具、内墙涂料和混凝土等；抗菌保鲜包装材料，如塑料薄膜、箱体和包装纸及纸箱等；香烟过滤嘴的健康填料；水体和空气净化材料；牙膏、化妆品等的添加剂；抗菌涂料或涂层材料，用于电子设备、家用电器和日用生活品等；具有抗菌、杀菌、除臭等功能的远红外辐射复合陶瓷。,电气石饰品,电气石饰品,