Российские ученые впервые описали состав и структуру трех минералов группы людвигита, которые имеют большое промышленное значение для добычи бора в месторождениях на Чукотке и в Якутии. Об этом сообщает интернет-издание «Научная Россия».
На данный момент известно семь минералов группы людвигита, но ученые сосредоточились на исследовании трех из них: людвигита, азопроита и вонсенита. Химический состав каждого минерала обогащен разными элементами: людвигит содержит магний, азопроит - магний и титан, а вонсенит - железо.
С помощью рентгенографии и спектроскопии, включая широкий диапазон температур, авторы определили кристаллическую структуру каждого минерала. Оказалось, что структура всех трех минералов напоминает каркас, состоящий из зигзагообразных цепочек шестивершинников, состоящих из металла и кислорода, с борокислородными треугольниками внутри.
Исследователи также обнаружили, что вонсенит обладает необычными магнитными свойствами, которые ослабевают при повышении температуры. Это открытие может быть использовано для разработки синтетических материалов, размеры которых изменяются при намагничивании, что является важным для создания элементов памяти нового поколения для суперкомпьютеров.
Ученые также изучили механизмы, по которым свойства минералов изменяются при высоких температурах, и рассмотрели соединения, образующиеся в результате окисления железа и последующего разложения. Эти процессы происходят как в недрах Земли, так и в приповерхностных условиях, где минералы подвергаются воздействию повышенных температур и давления.
Ученые обнаружили, что при нагревании людвигита до 330°С его структура становится нестабильной и претерпевает необратимые изменения. При достижении определенного предела минерал разлагается на гематит, варвикит и магнетит. При дальнейшем повышении температуры до 1300°С остатки людвигита плавятся.
Полученная информация может быть полезна для отслеживания процессов минералообразования в горных породах, содержащих минералы группы людвигита, а также для оптимизации высокотемпературных процессов, связанных с добычей бора из людвигитовых руд.