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尖晶石
英文名	Spinel
化学式	MgAl2O4
分类	氧化物及氢氧化物
晶系	等轴晶系
硬度	7-8
比重	3.6-4.1
颜色	不定，常为红色、蓝色、红紫色、暗绿色、棕色或黑色
条痕	白色
光泽	玻璃光泽
折射率	n = 1.719
透明度	透明，半透明
解理	没有观察到
断口	不规则的/不平整、容易裂开的，贝壳状
晶体常态：立方体，八面体
地质环境：由于火成岩，主要是玄武岩，橄榄岩，金伯利岩的副矿物。在大理石，伟晶岩中。

尖晶石

科技名词定义

中文名称：

尖晶石

英文名称：

spinel

定义：

化学式为MgAl2O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物。色泽鲜艳透明者可作为宝石，富铬变种为提取铬的矿物原料。

应用学科：

材料科学技术（一级学科）；天然材料（二级学科）；矿物（三级学科）

以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

矿物名片

尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，因为含有镁、铁、锌、锰等等元素，它们可分为很多种，如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。由于含有不同的元素，不同的尖晶石可以有不同的颜色，如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间；锌尖晶石则为暗绿色；铁尖晶石为黑色等等。尖晶石呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体。它们出现在火成岩、花岗伟晶岩和变质石灰岩中。有些透明且颜色漂亮的尖晶石可作为宝石，有些作为含铁的磁性材料。用人工的方法已经可以造出 200多个尖晶石品种。

简介

　　尖晶石（Spinel）
　　化学分子式为（Mg，Fe，Zn，Mn）（Al，Cr，Fe）2O4
　　成分比较复杂，包括铝尖晶石和铬尖晶石等亚族。含铁的尖晶石亚族即为不透明的磁铁矿、磁赤铁矿等。大部分尖晶石为铝尖晶石亚族，其中Mg2+和Fe2+可以任意比例混合。
　　晶系：属等轴晶系
　　结晶习性：常呈八面体晶形，有时八面体与菱形十二面体、立方体成聚形
　　解理：无解理
　　断口：贝壳状断口
　　光泽：玻璃光泽至亚金刚光泽
　　透明度：透明至不透明
　　折光率：1.718，因含微量元素不同而改变最高可至2.000.无双折射
　　光性：均质体，各向同性
　　色散：0.020中等色散
　　吸收光谱：红色尖晶石由铬致色，具有典型的光谱在红光区686nm,675nm可见2条主要吸收线，有时可伴其他吸收线，多时可达8条，绿区和紫区普遍吸收；蓝色尖晶石因为低价Fe的存在，而显示复杂的光谱
　　颜色：颜色及其丰富，红，蓝，绿，紫，橙红，橙黄，黑
　　发光性：红色或粉红色尖晶石在长，短波下有暗红色的荧光；蓝色因为Fe,不发荧光
　　多色性：无
　　内含物：常含呈八面体状的尖晶石，柱状的锆石及磷灰石等固体包体及较多的气液状或八面体负晶包体。有时锆石周围有盘状应力裂纹。
　　琢型：无光学效应的宝石一般磨成刻面型　
　　特殊光学效应：星光效应（四射或六射），变色效应。比较稀少
　　硬度：8
　　密度：3.60（+0.10，-0.03）克/立方厘米
　　产地：缅甸、斯里兰卡、柬埔寨、泰国及中国的河南、河北、福建、新疆、云南
　　主要合成方法：焰溶法
　　合成尖晶石鉴别方法：RI-1.727（单折射，比较稳定）蓝色尖晶石具典型的钴谱，在红，橙，绿区有3条强吸收带，由钴致色蓝色尖晶石滤色镜下变红，内部可见弯曲生长纹，气泡形态呈伞状，拉长状或异形状。
　　尖晶石是一族矿物，在自然界中形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成的。有些出现在富铝的基性岩浆岩中。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁铝氧化物。晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的，有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽，透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。特征
　　尖晶石与相似宝石、人造尖晶石的区别。红色尖晶石与红宝石十分相似，区别在于：红宝石有二色性，颜色不均匀，有丝绢状包裹体。尖晶石是均质体，无二色性，颜色均匀，固态包体为八面体。
　　蓝色、灰蓝色、蓝紫色、绿色尖晶石与蓝宝石容易相混，区别在于：蓝宝石二色性明显，色带平直，有丝绢状包裹体和双晶面。两种宝石的密度、折光率、偏光性都不同。
　　人造尖晶石颜色浓艳，均一，包裹体少，偶尔有弧形生长线，折光率高，为1.727左右。红色人造尖晶石多仿造红宝石的红色，蓝色尖晶石多呈艳蓝色。天然尖晶石还可以根据内部包裹体的特征与人造尖晶石区别。

保养方法

　　简约养护方法
　　因长期佩戴就涉及到了尖晶石净化。净化这个词在拉丁语和消磁近似，所以也叫做消磁。《占事略决》中记载：需要1到3各月净化一次。即便是尖晶石的也需定时净化。科学上讲，人的死皮组织附着在尖晶石上会滋生真菌，长期不洗容易得皮肤病。标准的净化方法是用御守盐清洗因为所以对天然尖晶石无影响，不像海盐粗盐有腐蚀性。操作方法： 1：取出尖晶石 2：按照每块尖晶石10克御守盐 500克水配置。如果是多个尖晶石一起净化就增加御守盐量不增加水的量。3：把御守盐放在过滤工具里，之后把过滤工具放入水中。等待24小时就可以净化完毕。等待时间可以超过24小时，但是不能短与24小时 4：如果需要祈福在完成上一步后，取出御守盐，御守宣两面都可以写字，写上自己农历生日、愿望、名字之后把有神社印章的一面放在虑勺上或者碗上。 5：将净化用过的水倒掉，将御守宣焚烧就结束了。 净化一次可以连续带1到3各月。

传奇

　　·尖晶石较稀少，现在超过5ct、质地好的少见了。但是历史上曾有过一些著名的红宝石，现在看来是尖晶石，重量较大。一些尖晶石宝石珍品，重量超过100ct。
　　·最著名而富传奇色彩的当属被称为“铁木尔红宝石(Timur Ruben)”的尖晶石了，重361ct(有资料称352.5ct)，现藏于英国白金汉宫的印度展览室中。
　　·自1612年以来，这颗著名的被称为东方的“世界贡品”就归属了无与伦比的“光明之山(Kohinoor)”钻石的拥有者，并被镶在马鞍上。宝石产地不详，有人猜测来自阿富汗。有一段时间曾被装饰在莫卧儿王朝最负盛名的孔雀御座上。 其上有一些铭文。最后的铭文为：“这是来自王中王苏丹·沙希布·奇朗(Sulta Sahib Qiran)2.5万件珠宝中的红宝石，1153年从莫卧儿王朝的珠宝中拿到这个地方(波斯文)。”铭文对应公元1740年。1739年纳第尔·沙赫掠走了莫卧儿王朝的珍宝，回到波斯伊斯法罕，这个地方即指伊斯法罕。
　　·其上有6行铭文，记载了曾经拥有它的主人。他们是：
　　阿克巴· 沙赫(Akbar Shah) 1021 (公元1612年)
　　查罕杰·沙赫(Jahargir Shah)
　　沙希布·奇朗·达尼(Sahib Qiran Sani) 1038 (公元1628年)
　　阿拉姆杰·沙赫(Alamgir Shah) 1070 (公元1659年)
　　巴格沙赫·格哈兹·穆罕默德·法鲁克·西亚 1125 (公元1713年)
　　阿马德·沙赫·达-依·杜朗 1168 (公元1754年)
　　·苏丹·沙希布·奇朗(1336-1405)是穆斯林对铁木尔的称呼。
　　他是蒙古人，1398年他征服了德里，夺取了撒马尔罕的王位。他死后，宝石到了其继承者米·沙赫·鲁克之手。后者统治了近40年，由其儿子米扎·乌鲁格·贝格(1394-1449)接任，他在位仅2年，即被儿子谋杀。这块宝石就一代代流传下去。
　　·后来王朝更迭，一些拥有者在宝石上留下了自己的名字。
　　·莫卧儿王朝被征服后，铁木尔红宝石与其它许多珍宝被掠去波斯，成为君主纳第尔·沙赫的宠物。拥有这颗宝石的最后一个波斯人是沙赫·苏加。在拉合尔统治者兰吉德·辛格救了他之后，铁木尔红宝石、光明之山钻石及其它珍宝统统到了辛格之手。英国人从他的继承者杜利普·辛格之手获得这些珍宝这些宝石运抵英国后，人们的注意力都放在“光明之山”钻石上，铁木尔红宝石及其它珠宝都被冷落了。1851年，“光明之山”展出时，铁木尔红宝石仍被束之高阁，它的名字也未被列入目录。

评价与选购

　　尖晶石的评价与选购。颜色、透明度、重量是尖晶石的评价与选购的依据。尖晶石有各种颜色，通常含有较多的包裹体，呈成层分布，透明度较好。红色尖晶石最受人欢迎，鲜红色，透明度高，重量大的是其佳品。有星光效应的尖晶石也较贵重。深红、大红、艳蓝、绿的尖晶石也较好。

“铁木尔红宝石”

　　尖晶石自古以来就是较珍贵的宝石。由于它的美丽和稀少，所以也是世界上最迷人的宝石之一。由于它具有美丽的颜色，自古以来一直把它误认为是红宝石。目前世界上最具有传奇色彩、最迷人的重361克拉的“铁木尔红宝石”(Timur Ruby)和1660年被镶在英帝国国王王冠上重约170克拉的“黑色王子红宝石”(Black Prince's Ruby)，直到近代才鉴定出它们都是红色尖晶石。在1415年的阿金库尔之战（1415年英王亨利五世于法国北部阿金库尔村重创兵力数倍于己方的法军，史称阿金库尔战役）中，英王亨利五世的头盔上镶嵌的宝石的是“黑王子红宝石”（ Black Prince's ruby），法国将军挥舞他的战斧猛砍英王的头，奇迹出现了，战斧刚好被尖晶石挡住，拯救了亨利五世的性命，更令人惊讶的是，这场几乎没人相信可能打赢的战争，居然也奇迹般获胜了。尖晶石名称的来源，目前还缺少足够的证据。拉丁文“Spinells”、“Spina”的字面意思是“荆棘”，使人联想到尖晶石晶体的尖锐棱角。尖晶石也是世界上最迷人的宝石之一，由于它有美丽的红色，过去被误认为是红宝石。尖晶石的英文名称为Spinel，源自希腊文“Spark”，意思是“红色或橘黄色的天然晶体”。另一种说法认为可能来自拉丁字“Spinella”，意思是“荆棘”。
　　世界上最迷人、最著名并富有传奇色彩的红色尖晶石是“铁木尔红宝石”。宝石重361克拉，产于阿富汗，颜色为深红色，没有切面，只有自然抛光面，几乎没有光泽，因而更加呈现出宝石的自然美。有人把这颗宝石称之为东方的“世界贡品”。从铭刻在宝石上的拥有者的标记可以知道，这颗宝石曾落到过鞑靼人征服者的手中。铁木尔1398年征服了德里，得到了这块宝石。1612年，宝石归属于英国王室。1851年，这颗宝石和其它几粒较小的宝石一起在世界大展中展出，并被作为“极大的尖晶石红宝石"记载在官方的清单中。后来它被送给了维多利亚女王，现在保存在英国伦敦白金汉宫的印度展览室中。在我国清代皇族封爵和一品大官帽子上用的红宝石顶子，几乎全是用红色尖晶石制成的，尚未见过真正的红宝石制品。世界上最大、最漂亮的红天鹅绒色尖晶石，重398.72克拉，是1676年俄国特使奉命在我国北京用2672枚金币卢布买下的，现存于俄罗斯莫斯科金刚石库中。尖晶石的英文名称为Spinel，意思是有尖角的结晶体。它是一种镁铝的氧化物，因此尖晶石和刚玉有联系。尖晶石的颜色多种多样，有红色、粉红色、紫红色、无色、蓝色、绿色等。作为宝石的尖晶石几乎是透明的镁尖晶石。

正尖晶石

　　相比较层状化合物LiCoO和LiNiO而言，尖晶石LiMnO以它价格上和环境保护方面的优势成为锂离子电池阴极材料中最具发展潜力的一种。但是，尖晶石LiMnO在电池的充放电循环容量损失归结为有机电解液的分解和Jahn-Teller效应导致的结构破坏。
　　目前人们试图通过修饰尖晶石LiMnO材料的成分，把材料中Mn的平均氧化态保持在略低于3.5，从而抑Jahn-Teller扭曲以减速小对尖晶石结构的破坏。其中一个修饰的方法即掺杂一些过渡金属离子，如Co，Cr，Ni，Fe和Ti等离子来取代材料中的部分Mn。该文首先采用传统的固相方法合成了标准尖晶石LiMnO，并用电化学方法(恒流充放电、库仑滴定、循环伏安、交流阴抗法等)和XRD、X 、SEM等分析手段研究了其热力学性质、充放电性能和循环性能及其机理。制备了用不同价态的几种金属阳离子(Ni、Cr、v、Mo)修饰的四元尖晶石LiMMnO嵌入化合物作为锂二次电池的阴极材料，对Li/LiMMnO电池进行了电化学和x射线衍射研究。在该文的工作中，研究不还通过低温sol-gel方法成功地制备了一种新型的3V尖晶石材料一铬修饰后的LiO-yMnO(y=4)阳离子缺陷尖晶石相，对其结构和电化学性质作了初步研究。 关键字:锂锰尖晶石,阴极材料,锂离子电池,掺杂,过渡金属离子 。
　　正尖晶石廉价、无毒，且具有较大的电化学容量，被认为是取代昂贵、有毒性的LiCoO_2的锂离子电池正极最佳候选材料之一。LiMn_2O_4的容量衰减问题是制约其商业化的瓶颈。离子掺杂能有效改善LiMn_2O_4的电化学性能。该文综述了国内外锂离子电池LiMn_2O_4正极材料的研究进展的基础上，以Li_2CO_3与EMD为主要原料通过固相反应法制备了Mg/F掺杂锂锰氧尖晶石，并将其应用于动力聚合物锂离子电池(PLIB)，同时结合XRD、SEM和电化学性能测试等手段，研究了它们的结构、电化学性能及两者之间的关系。 研究发现，750℃保温20h能制备出具有均一立方结构和大小颗粒相错堆积而有利于导电剂乙炔黑在活性料颗粒间搭桥的微观组织特征的锂锰氧尖晶石。 电化学测试结果显示，Mg掺杂LiMn_2O_4尖晶石具有良好的循环特性。0.5C充放电倍率下，LiMn_(1.92)Mg(0.08)O_4首次放电容量约90mAh/g(vs.Lj)，较LiMn_2O_4的102mAh/g低，但循环性能显著提高：300次循环后，容量不发生可察觉衰减。
　　理论组成(wB%)：MgO 28.2，Al2O3 71.8。类质同像非常普遍。Mg2 常可由Fe2 、Zn2 、Mn2 类质同像替代，Mg-Fe、Mg-Zn之间可形成完全类质同像系列，其端员矿物分别称镁尖晶石MgAl2O4、铁尖晶石FeAl2O4、锌尖晶石ZnAl2O4。Al3 则常为Cr3 、Fe3 、V3 等代替；Al-Cr间为一完全类质同像系列，其二端员分别为镁尖晶石MgAl2O4和镁铬铁矿MgCr2O4。而Al3 被Fe3 、V3 代替较为有限。Mn的类质象代替可达1%；Ti替代达0.5%。磁铁矿与钛铁晶石间为一连续固溶体，是由于2Fe3 =Ti4 Fe2 代替形成的。

结构与形态

　　等轴晶系，a0=0.8103nm(合成镁尖晶石)；Z=8。
　　天然镁铝尖晶石（MgAl2O4）所具有的一种独特的晶体结构被称为尖晶石型结构。该结构属立方晶系，面心立方点阵。尖晶石结构可看作氧离子形成立方最紧密堆积，再由X离子占据64个四面体空隙的1/8，即8个A位，Y离子占据32个八面体空隙的1/2，即16个B位。由此得出尖晶石单位晶胞的通式为X8Y16O32，简约后常写作XY2O4〔1～5〕。
　　大多数尖晶石结构化合物，A、B位离子化合价比为2:3。在现有百余种尖晶石结构化合物中，除2:3外电价比最常见的是4:2，其结构多为反尖晶石结构，如TiMg2O4，TiZn2O4，TiMn2O4。反型结构可看作8个A位离子与16个B位离子中的8个进行相互换位，即8个Y2+离子进入四面体间隙（A位），而剩下8个Y2+离子与8个X4+离子复合占据正常情况下B位的八面体间隙。除正反两种极端情况外，还可能有混合型中间状态分布。这样可用反分布率α定量表示X离子占八面体上的分数，从而将各种尖晶石结构通式扩充如下：
　　正型：（X）四面体〔Y2〕八面体O4，α=0；
　　反型：（Y）四面体〔X，Y〕八面体O4，α=1；
　　混合型：（Yα，X1－α）四面体〔Xα，Y2－α〕八面体O4，
　　0<α<1。
　　正与反型的属性及反位的程度对于化合物材料的性能有较大影响。对于常见的2∶3和4∶2电价比的尖晶石结构，似乎前者趋正型，后者趋反型。但纵观全部物种，不仅有相当数量趋于混合型，且范围程度不能确定，而且还有若干品种完全不遵从这一规律。影响这种分布的因素极其复杂，有离子键的静电能、离子半径、共价键的空间分布、晶体场等诸多方面。根据经验数据可将大部分二、三价离子的优先顺序排出：Zn2+，Cd2+，Ga2+，In3+，Mn2+，Fe3+，Mn3+，Fe2+，Mg2+，Cu2+，Co2+，Ti3+，Ni2+，Cr3+。越往前倾向于四面体填隙，反之倾向于八面体填隙。阳离子的分布对尖晶石型材料的性能也有重大影响〔1，4〕。
　　无色、红、蓝、黄、粉红色等。玻璃光泽。解理不完全。硬度8。相对密度3.55(镁尖晶石)、4.39(铁尖晶石)、4.0~4.6(锌尖晶石)、4.04(锰尖晶石)。硬度和密度随成分中Fe3 、Cr3 等替代量的增高而增大。熔点2135±20℃。
　　偏光镜下：颜色随成分而变，无色、浅玖瑰色(镁尖晶石)、暗绿色(铁尖晶石)、浅灰白色(锌尖晶石)。尖晶石为均质体，但锌尖晶石可有光性异常。折射率：N=1.719 (镁尖晶石)、1.835(铁尖晶石)、1.78~1.82(锌尖晶石)、1.92(锰尖晶石)。

产状与组合

　　常产于镁质灰岩与花岗岩类的接触变质带，与镁橄榄石、透辉石等共生。基性岩、超基性岩中的尖晶石，由岩浆直接结晶形成，与辉石、橄榄石、磁铁矿、铬铁矿及铂族矿物等伴生。在富铝贫硅的泥质岩石的热变质带亦可形成尖晶石，常与堇青石或斜方辉石共生。
　　八面体形态、硬度大、尖晶石律双晶为特征。相似矿物锆石密度较大，一轴晶；刚玉硬度更大；石榴子石硬度小于尖晶石。

工业应用

　　镁尖晶石是镁质耐火材料的主要结合相，也是尖晶石质耐火材料的主要物相。透明无暇、色泽美观者可作宝石。
　　▲尖晶石双晶律（spinel twin law）是双晶律的一种。等轴晶系六八面体晶类晶体中的双晶律，常见于尖晶石族矿物的晶体中。例如，尖晶石的双晶具有三次对称轴的双晶轴，其双晶面平行于六八面体的一个晶面。呈接触双晶，接合面与双晶面一致。双晶通常平行于接合面发育而呈扁平的板状习性。

地下城与勇士

　　天空之城特有的产物，可与NPC交换红色小晶体。

尖晶石功能

　　尖晶石是一种美丽的水晶，相传它能够更新人体的能量，帮助人们渡过困境，恢复活力。而且，它还能够开启轮穴，推动灵量上升（不同颜色的尖晶厂各自对应不同的轮穴。）人们相信，在心理上，尖晶石能增强个性中积极的方面，帮助人们获得成功，并谦逊地看待自己的成就。

佩戴位置

　　傍黑：可以将不同种类的尖晶石按各自的功能放在不同的轮穴上，或者适当佩戴。

尖晶石的疗效

　　水晶理论认为，除了具有一般的功能以外，不同颜色的尖晶石据说还拥有一些其他的“特殊疗效”：
　　黑色尖晶石：能够洞察问题的内在实质，帮助人们保持继续前行的毅力。这种颜色具有保护、稳定能量的功能，有助于促进能量的上升。
　　紫罗兰色尖晶石：开启并调整顶轮，促进灵性的发展。
　　黄色尖晶石：开启并调整太阳轮，开发智力和个人力量。 ^[1]