Molybdänit

[Florian D.]

Glückauf Forum,

Nachdem ich mich gerade mit Bireflexion und Anisotropie beschäftige, habe ich einen molybdänithaltiges Gestein angeschliffen und -poliert. Das weiche Molybdändisulfid (MoS2) ist in sehr harten Quarz eingebettet, so dass doch starke Reliefbildung aufgetreten ist.
Molybdänit ist wie Graphit ein Schichtgitter und wird deshalb ebenfalls gerne als Schmiermittel eingesetzt. Die optischen Eigenschaften parallel und senkrecht zu den Schichten unterscheiden sich ebenfalls sehr, was die Bireflexion und Anisotropie erklärt.
Die ersten beiden Bilder sind ohne Analysator aufgenommen. Mit blossem Auge erkennt man bereits einen unterschied des Reflexionsvermögens, wobei dieser mit der Kamera schwer abzubilden ist.
Mit gekreuzten Analysatoren findet man bei Orientierung parallel und senkrecht zu den Schichten praktisch Auslöschung (Bilder wurden mit 30 s Belichtungszeit aufgenommen), unter 45Grad jedoch starke Aufhellung.
Schönen Abend,
Florian

[Florian D.]

Glückauf Forum,

Nachdem ich mich gerade mit Bireflexion und Anisotropie beschäftige, habe ich einen molybdänithaltiges Gestein angeschliffen und -poliert. Das weiche Molybdändisulfid (MoS2) ist in sehr harten Quarz eingebettet, so dass doch starke Reliefbildung aufgetreten ist.
Molybdänit ist wie Graphit ein Schichtgitter und wird deshalb ebenfalls gerne als Schmiermittel eingesetzt. Die optischen Eigenschaften parallel und senkrecht zu den Schichten unterscheiden sich ebenfalls sehr, was die Bireflexion und Anisotropie erklärt.
Die ersten beiden Bilder sind ohne Analysator aufgenommen. Mit blossem Auge erkennt man bereits einen Unterschied des Reflexionsvermögens, wobei dieser mit der Kamera schwer abzubilden ist.
Mit gekreuzten Analysatoren findet man bei Orientierung parallel und senkrecht zu den Schichten praktisch Auslöschung (Bilder wurden mit 30 s Belichtungszeit aufgenommen), unter 45Grad jedoch starke Aufhellung.
Schönen Abend,
Florian

[olaf.med]

Lieber Florian,

Reliefbildung wird sich bei einer solchen Paragenese kaum vermeiden lassen, aber ich bin immer wieder erstaunt, dass Du, nach doch noch relativ wenig Praxis in der Herstellung polierter Anschliffe, dies schon so Kratzer-frei hinbekommes. Respekt!

Von der Anisotropie her ist Molybdänit schon toll und in der gleichen Liga wie Graphit und Valleriit, allerdings nicht mit den schönen Farbeffekten wie der Covellin.

Herzliche Grüße,

Olaf

[hugojun]

Hallo Florian,
anspruchsvolle Arbeit und super Resultat.
Ich kann jetzt nicht beurteilen, wie viele Fläche das Molybdändisulfid einnimmt,

Glückauf Forum,
...
Molybdänit ist wie Graphit ein Schichtgitter und wird deshalb ebenfalls gerne als Schmiermittel eingesetzt. .....

bleibt da nicht ein unangenehmer Rückstand auf den Schleifscheiben zurück?

Gruß
Jürgen

[Florian D.]

Hallo Jürgen,

Alle Aufnahmen sind mit dem 10x Objektiv gemacht, die Kriställchen sind also im sub-mm Bereich.
Schmierigen Belag konnte ich deshalb nicht beobachten, jedoch habe ich anderweitig Lehrgeld bezahlt: Nachdem die Steine kompakt und gut zu halten waren, habe ich darauf verzichtet, sie in Kunstharz einzubetten. Allerdings hätte ich dann die Steine vorher phasieren sollen. So haben sie mir jetzt einige der teuren Poliertücher kaputtgemacht.

Viele Grüsse
Florian

[hugojun]

 

[Heiko]

Hallo Florian,

das ist eindrucksvoll.
Habe mir vorgenommen, diesen Effekt (mit einfachen Mitteln) nachzuvollziehen.

Viele Grüße,
Heiko

[Florian D.]

Hallo Heiko,

ja, da bin ich gespannt. Der Effekt ist ja bei Graphit, Molybdänit etc. ziemlich ausgeprägt. Das klappt sicher.

Viele Grüsse
Florian

[Florian D.]

Mit dem ellipsometrischen Okular habe ich jetzt in Luft und in Öl (n=1.518) die Anisotropie vermessen. Daraus kann man u. A. das Verhältnis der uniradialen Reflexionsvermögen berechnen.
Für Luft ergibt sich ein Wert von R1/R2=1.86, für Öl 3.12.
Aus den uniradialen Reflexionsvermögen, die in dem Buch "Anleitung zur Erzmikroskopie" von Arno Mücke angegeben sind, ergeben sich Werte von 1.98 bzw.
3.05. Nachdem die Reflexionsvermögen doch stark u. A.  von der Poliermethode und -güte abhängen, halte ich die Übereinstimmung für recht befriedigend.
Im Prinzip sollten sich sogar die uniradialen Brechungsindices und -extinktionen berechnen lassen, da muss ich aber noch mal drüber schlafen.

Viele Grüsse
Florian

[Heiko]

Hallo Florian

beim Stibnit ist der Reflexionspleochroismus ebenfalls ausgeprägt, hier ein Abbildungsversuch:



Viele Grüße,
Heiko

[Florian D.]

Hallo Heiko,

sehr schön, den Antimonit muss ich mir auch mal ansehen. Im Gegensatz zum Molybdänit ist er optisch zweiachsig, da ist das Refelxionsverhalten noch komplizierter.

Für den Molybdänit finde ich jetzt bei 575 nm einen ordentlichen Brechungsindex von n=3.73 und k=1.11.
Der andere Brechungsindex ist n=2.55 und k=0.25. Nur wenn der Kristall wirklich senkrecht zur optischen Achse geschliffen wäre, würde dies auch genau den ausserordentlichen Brechungsindex entsprechen.
Leider habe ich keine zuverlässigen Vergleichswerte. In dem Buch "Kristallographie" von Willy Bruhns werden für 860 nm n_o=4.336 und n_e=2.03 angegeben. Das liegt zumindest in der selben Grössenordnung. Hohe Genauigkeit erwarte ich mir nicht, da Berek schreibt, dass die umgekehrt aus den Brechungsindices berechneten Reflexionsvermögen aufgrund der Grenzschichten nicht gut mit den Gemessenen übereinstimmen.

Interessant ist es jedoch, daraus wiederum die uniradialen Reflektivitäten zu berechen:
In Luft: R_o: 37% R_e: 19.5 %
In Öl   : R_o: 21.2% R_e: 6.8 %
Das passt ganz brauchbar zu den Werten in Ramdohr, der auch bemerkt, dass die gemessenen Reflexionswerte nicht gut zu den theoretischen passen. Er führt dies auf Verschmierung zurück.


Viele Grüsse
Florian

[hugojun]

Hallo Florian ,
im Cameron 1966 steht für Molybdenit orientiert bei
546nm Ar = 10,05(+-0,1) und 2ϑ= +3,7(+-0,6)
589nm Ar = 9,95(+-0,1) und 2ϑ=+4,3(+-0,6).
Vielleicht kannst du für 575nm interpolieren.
Die Reflektion kannst du dem Bild aus Criddle & Stanlley 1986 entnehmen.Hier steht auch ein Hinweis
Zum ,,finish" unten rechts.

Gruß
Jürgen

[Florian D.]

Hallo Jürgen,

vielen Dank! Was sind Ar und 2theta?
Die Reflektivitäten passen ja ausgezeichnet zu denen, die ich berechnet habe.

Auf dieser Seite
https://refractiveindex.info/?shelf=main&book=MoS2&page=Beal


findet sich der ordentliche Brechungsindex n=4.84 k=1.07.

Es gibt auch Ergebnisse von Reflexionsmessungen am Polmikroskop von Leow, diese wurden jedoch methodologisch stark angegriffen:
Leow, J. H. "Reflectivity measurements on molybdenite." Economic Geology 61.3 (1966): 598-612.

Viele Grüsse
Florian

[hugojun]

Hallo Florian ,
es handelt sich um die Kompensations-Drehung am Analysator Ar und die die Elliptizität 2ϑ (Korrektur Winkel des Kompensators).
Cameron beschreibt die Ermittlung dieser Parameter für die Hamilton- und Berek-Methode auf 21 Seiten die ich Dir zugeschickt habe.

Gruß
Jürgen

[Florian D.]

Danke Dir Jürgen,

gerade habe ich aus den Reflexionsdaten für 580 nm in  Criddle & Stanley mit den Königsberger Gleichungen die Brechungsindices berechet und finde
no=3.04, ko=1.8, ne=2.26, ke=0.74
Wie bekannt, ist das sehr empfindlich gegen kleine Variationen der Reflexionen.