천부지권 압력 하 해포석의 비등방적 압축 특성 및 상전이 연구 (Anisotropic Compression Behavior and Phase Transition of Sepiolite Under Moderate Pressure Conditions)

서지정보

· 발행기관 : 한국광물학회
· 수록지 정보 : 광물과 암석 / 35권 / 4호 / 423 ~ 430페이지
· 저자명 : 윤서희, 이용재

초록

자연산 해포석(Sepiolite, Mg8Si12O30(OH)4·12H2O)에 대해 물과 실리콘 오일을 압력매개체로 사용하여 압력 증가에 따른 구조적인 변화의 특성을 싱크로트론 X-선 회절 실험으로 연구하였다. 해포석은 실리콘 오일을 압력매개체로 사용한 환경에서는 약 3.6GPa까지 압력의 증가에 따라 b-축이 비등방적으로 증가하는 음의 선형압축률(–0.0012 GPa-1)을 보이다가 7.7 GPa 에서는 감소하는 변화를 보였다. 물을 압력매개체로 사용한 실험에서는 b-축의 압력에 따른 증가의 정도가 약 두 배로 커지며(–0.0025 GPa-1) 강화된 음의 선형 압축률과 비등방적 압축 특성을 보이다가, 약 3.2 GPa, 280 ℃에서 스멕타이트 계열 광물인 스티븐자이트(Stevensite, Mg3Si4O10(OH)2·4H2O)로 상변화가 일어남이 XRD와 SEM을 통해 확인하였다. 해포석과 스티븐자이트의 체적탄성률(K0)과 선형압축률(β)를 구조적, 화학적으로 유사한 다른 광물의 값들과 비교하여 그 의미를 고찰하였다.

영어초록

Pressure-dependent elastic behavior and chemical reaction of natural sepiolite (Mg8Si12O30(OH)4·12H2O) was studied under two different pressure-transmitting medium (PTM) conditions using synchrotron X-ray powder diffraction. Under non pore-penetrating silicone oil PTM, we observed that the b-axis length increases up to ca. 3.6 GPa, marking an anisotropic compression region with negative linear compressibility of βb= –0.0012 GPa-1, which then decreases at 7.7 GPa. Under pore-penetrating water PTM, the anisotropic compression behavior is enhanced with doubled negative linear compressibility of βb= –0.0025 GPa-1 up to 3.2 GPa, where transformation into stevensite is observed upon ex-situ temperature treatment at 280℃ as confirmed via XRD and SEM. Derived bulk moduli (K0) and linear compressibilities (β) were compared to other structurally and chemically related minerals.

참고자료

· 없음