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輝鉬礦

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輝鉬礦
生長在石英上的輝鉬礦自形晶,來自加拿大魁北克。晶體尺寸15mm。
基本資料
類別硫化物礦物
化學式MoS2
IMA記號Mol[1]
施特龍茨分類2.EA.30
晶體分類2H多型:雙六方雙錐體 (6/mmm)
3R多型:雙三方雙錐體 (3m)
晶體空間群2H多型:P63/mmc
3R多型:R3m
晶胞2H多型:a = 3.16 Å,
c = 12.3 Å; Z = 2
3R多型:a = 3.16 Å,
c = 18.33 Å; Z = 3
性質
顏色黑色至鉛灰色、銀灰色
晶體慣態薄片狀六方晶體,晶面為軸面。亦見六面錐體,斷面軸面。或以塊狀,薄片和小顆粒存在於硫化物礦物中
晶系常見,2H多型:六方
3R多型:三方
解理[0001]完美
韌性/脆性層間可平移,非延展性
莫氏硬度1–1.5
光澤金屬光澤
條痕藍灰色
透明性接近不透明,薄片半透明
比重4.73
多色性非常強
熔性不熔(1185 °C時分解)
其他特徵觸摸有油膩感,並在手指上留痕
參考文獻[2][3][4][5][6]

輝鉬礦(英語:Molybdenite)是硫化物礦物,化學式為MoS2。輝鉬礦具有與石墨相似的外觀和晶體結構,因此有潤滑效果。其晶體結構由夾在兩層硫原子之間的鉬原子層組成。其Mo-S鍵很強,但在三層層間中,頂部和底部的硫原子之間的相互作用力較弱。因此輝鉬礦易產生解理面。輝鉬礦常見以六方晶系結晶為2H多型,或以三方晶系結晶為3R多型。[3][4][7]

描述

產生

純度較低的輝鉬礦樣品

輝鉬礦產生於高溫熱液礦床中,它的伴生礦物包括黃鐵礦黃銅礦石英無水石膏螢石白鎢礦。其重要礦床包括在新墨西哥州Questa的散發斑岩型鉬礦床,以及科羅拉多州的的Henderson和Climax礦。亞利桑那州猶他州墨西哥的斑岩銅礦床也存在輝鉬礦。

在正常和偏振光下的輝鉬礦

元素作為鉬的替代始終存在於輝鉬礦中,通常在百萬分之一(ppm)範圍內,有時高達1-2%。錸含量高可導致X射線繞射技術可檢測到結構多樣性。輝鉬礦基本上是錸的唯一來源。放射性同位素錸-187及其子同位素-187的存在提供了一種有用的地質年代測定技術。

特徵

輝鉬礦的晶體結構

輝鉬礦非常柔軟且具有金屬光澤,在外觀上幾乎與石墨相同,在沒有科學設備的情況下無法明確區分這兩種礦物。它在紙上留下痕跡的方式與石墨幾乎相同。它與石墨的區別在於是其更高的比重以及更容易出現在基質上。

用途

輝鉬礦是鉬的重要礦石,也是金屬鉬的最常見來源。[4]雖然鉬在地殼中很稀有,但輝鉬礦相對常見且易於加工,這也是金屬鉬的生產具有經濟可行性的主要原因。輝鉬礦通過泡沫浮選提純,然後氧化以形成可溶性鉬酸鹽仲鉬酸銨還原後可生成金屬鉬,也可用於肥料、催化劑和電池電極。到目前為止,鉬的最常見用途是與鐵製成合金。鉬鐵是高強度和耐腐蝕鋼的重要組成部分。

半導體

多層輝鉬礦片是具有間接帶隙半導體。相比之下,單層薄片具有直接帶隙。[8]在20世紀初,輝鉬礦被用於一些原始的半導體二極管中,這些二極管被稱為貓須檢波器,在早期的礦石收音機中用作解調器。單層輝鉬礦顯示出良好的電子遷移率,可用於製造小的或低壓電晶體。[9]這種電晶體可以探測並發出光,未來可能會在光電子學中使用。[10]

參見

參考資料

  1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43可免費查閱. 
  2. ^ Mineralienatlas. [2017-03-08]. (原始內容存檔於2016-11-29). 
  3. ^ 3.0 3.1 Handbook of Mineralogy (PDF). [2017-03-08]. (原始內容存檔 (PDF)於2012-05-26). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Mindat.org. [2017-03-08]. (原始內容存檔於2009-05-13). 
  5. ^ Webmineral data for Molybdenite. [2017-03-08]. (原始內容存檔於2010-02-12). 
  6. ^ Dana's Manual of Mineralogy ISBN 0-471-03288-3
  7. ^ Molybdenite 3R on Mindat. [2017-03-08]. (原始內容存檔於2021-04-28). 
  8. ^ Mak, Kin Fai; Lee, Changgu; Hone, James; Shan, Jie; Heinz, Tony F. Atomically Thin MoS2: A New Direct-Gap Semiconductor 105 (13). 24 Sep 2010 [2023-07-19]. doi:10.1103/PhysRevLett.105.136805. (原始內容存檔於2019-06-06).  |journal=被忽略 (幫助)
  9. ^ Molybdenite transistor is a first. 8 Feb 2011 [2023-07-19]. (原始內容存檔於2011-12-10). 
  10. ^ First light from molybdenite transistors. 19 Apr 2013. [2023-07-19]. (原始內容存檔於2016-12-29).