Расщепление кристаллов слюды
Ювенильные поверхности вследствие наличия на них электростатических зарядов весьма активны и адсорбируют полярные молекулы воды. Прямыми экспериментальными измерениями по изменению элементов эллиптической поляризации отраженного света установлено, что толщина адсорбционной водной пленки, образующейся сразу после расщепления, при насыщающих влажностях может вырасти примерно до 30 слоев молекул воды, а затем уменьшается вследствие нейтрализации электростатических зарядов мозаики и одиночных зарядов поверхности.
На рисунке приведены типичные кривые изменения толщины адсорбционных пленок и их электропроводности со временем.
Уменьшение толщины пленки сопровождается падением ее поверхностной и объемной проводимостей, представленных на верхней части рисунка. Кривые электропроводности практически повторяют кривые изменения толщины. Следовательно, основной причиной роста электропроводности пленки является рост ее толщины.
Спад электропроводности с течением времени удовлетворительно описывается экспоненциальной функцией времени.
Из кинетических кривых спада проводимости, снятых при различных температурах, можно оценить энергию связи молекул адсорбированной воды с поверхностью кристалла. Последняя в 1,5-2 раза превышает энергию связи молекул воды с обычной объемной фазой, что и объясняет исключительную трудность обезвоживания поверхности кристалла и расслоений в кристалле слюды. Известно, что даже прогрев кристалла при температуре 3000С, сопровождаемый вакуумированием, не всегда удаляет молекулы воды.
В лаборатории слюды Иркутского университета изучалось также очень интересное явление залечивания трещин и восстановления прочности кристаллов после их расщепления и вторичного соединения частей как в воздухе, так и в воде. Такое явление наблюдается практически только у слюд и представляет большой научный и производственный интерес.
Опыт ставился так: кристалл расщеплялся, затем его поверхности сводились до контакта и через определенные промежутки времени измерялась работа вторичного их разделения, о чем свидетельствуют нижеприведенные данные.
Время слипания |
Работа расщепления, эрг/см2 |
Время слипания |
Работа расщепления, эрг/см2 |
Первое расщепление |
840 |
30 мин. |
460 |
5 сек. |
400 |
120 мин. |
505 |
1 мин. |
310 |
24 часа |
550 |
5 мин. |
370 |
48 часов |
665 |
11 мин. |
400 |
168 часов |
840 |
Установлено, что прочность связей частей кристалла сразу после расщепления уменьшается, а с течением времени контакта растет, приближаясь в благоприятных случаях к первоначальной прочности.
Это явление объяснено утоньшением адсорбционной пленки между контактирующими поверхностями кристалла, что удалось подтвердить прямыми измерениями методом инфракрасной спектроскопии.