方解石取向溶解与文石型碳酸盐晶体外延生长的研究

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1、万方数据分类号Q鱼垒窆：垒UDC硕士学位论文方解石取向溶解与文石型碳酸盐晶体外延生长的研究吴威克论文答辩日期2Q!垒生!!目2兰目学位授予日期星Ql垒生!窒且墨Q旦万方数据广西大学学位论文原创性和使用授权声明f煳炒本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相

2、关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用授权。团不保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者签名：指导教师签名：∥纵作者联系电话：馏F，／争209忆日期：2014．12．08日期20t牛、f2．zo@5-由IIII：?口92l》口9药@纪c口M万方数据方解石取向溶

3、解与文石型碳酸盐晶体外延生长的研究摘要本论文以方解石晶体为主要研究对象，深入地研究了方解石晶体(104)与(001)晶面在电解质溶液中的取向溶解现象。并且以方解石晶体(104)晶面为基底通过界面耦合溶解．沉淀反应实现了文石型碳酸盐晶体的外延生长。暴露(104)晶面方解石晶体在恒定50oC环境下，20mmol·L’1的硝酸铜(Cu(N03)2)溶液中经过15h的溶解反应后，原本平整的外表面由平面转变为大范围覆盖有六方锥型阵列结构、凹凸不平的表面。这种六方微锥结构具有平行于方解石晶体[001】晶向的一致取向。经XRD、SEM、EDXs和TEM

4、的表征与分析，这一阵列结构是由于方解石晶体取向溶解所造成的。阵列结构的形貌随着溶解条件的改变在一定程度上可以进行可控调节：通过改变反应时间，取向溶解所形成的微锥结构尺寸在短时间内(t

5、上的外延生长。这一特殊反应的过程包括：方解石基底的溶解并释放出C032。；Sr2+、Ba2+、Pb2+离子利用方解石溶解释放的C032。在基底表面的沉淀这两部分组成。经过大量实验数据的分析与整合，证明溶解和沉万方数据淀反应在时间与空间上相互耦合，并最终导致形成了由溶解残留近似六方梯台形貌的方解石作为内核，由沉淀形成的文石型碳酸盐晶体作为外壳的内核-夕p壳复合结构外延生长体。对这一复合外延生长体结构的研究和报道尚属首次，具有较高的科学价值。此外，使用聚焦离子束溅射技术对反应后的晶体样品进行了微纳加工，从而令外延生长的晶界面得以被高分辨透射电

6、镜详细表征，因而首次获得了晶体外延生长的有力证据与完整信息。本文还探索了生物质方解石——海胆骨针横截面(对应方解石的(001)晶面)的取向溶解，发现生物质方解石的取向溶解同样可以形成具有其晶体【001】晶向指向的微锥阵列结构。与地质矿物方解石不同的是，海胆骨针溶解形成的微锥结构较为细长且侧面凹凸不平。关键词：方解石文石型碳酸盐晶体取向溶解外延生长聚焦离子束X射线电子能谱万方数据AnisotropicDissolutionofCalciteandEpitaxialCrystalGrowthofAragonite—Typecarbonates

7、ABSTRACTInthispaper,weusecalciteasthemainresearchobject，in-depthstudythephenomenonofcalcitecrystal(104)and(001)facesorientationdissolvedintheelectrolytesolution．Andachievedtheepitaxialcrystalgrowthofaragonite—typecarbonatecrystalsoncalcitecrystals，exploredthe(104)plane，as

8、substrateviatheinterface—coupleddissolution-precipitationreaction．Calcite，withexposed(104)face，a