Crystal Chemistry of the Dioctahedral Phyllosilicates: kaolinite, pyrophyllite, and muscovite

초록

무기재료의 원료에서 규산염광물이 차지하는 비중은 대단히 크다. 규산염 광물은 천연원소로서 혹은 가공하여 백색자기, 정밀세라믹, 유리, 내화물 등의 제조에 널리 사용되고 있다. 층상규산염 광물 중 Al2O3-SiO2계에 속하는 광물은 가장흔한 무기재료 원료이다. 도자기 원료의 배합에서 3축조성의 하나로 알려진 카올리나이트는 이 계에 속하는 대표적인 광물이다. 화학조성에 있어서 카올리나이트는 단순히 Al2O3.2SiO2.2H2O로 나타낼 수 있지만, 이의 결정구조는 Al(OH)3 형의 깁사이트 층과 Si2O5형의 사면체 층으로결합으로 이루어진다. 이 구조를 기반으로 깁사이트 층과 사면체 층의 다양한 결합이 가능하며, 또한 깁사이트 층은 Mg(OH)2형의 수활석 층으로 바꿀 수 있다. 깁사이트 층 혹은 수활석 층은 주로 2가 혹은 3가 양이온이 주위 6개의 산소 혹은 OH로 구성한 팔면체로 이루어진다. 깁사이트 층은 수활석 층에 비하여 세 개의 팔면체에서 하나가 비워져 이중 팔면체 층이라고 하며, 양이온으로 세 개의 팔면체가 채워진 수활석 층은 삼중 팔면체 층으로 부른다. 층상규산염 광물구조는 매우 다양하며 기본적으로는 팔면체층과 사면체 층의 결합으로 이루어진다. 본 논고에서는 층상규산염 광물의 다양한 결정구조의 이해를 위하여, 2중 팔면체 층을 기본으로 한 대표적인 층상규산염 광물인 카올리나이트, 파이로필라이트 및 백운모에 관한 결정화학의 일반을 살펴보고자 한다.