1、电荷的产生

一般认为，产生电荷是由于电气石具有热电性和压电性。Nakamura指出，电荷的产生有两个来源，一个是由自发的极化效应Ps导致，Ps=5Ps/dT，被称为初次热电效应；另一个是由晶体的热振动或受应力导致，在一定方向的电极化现象可表示为：I=S[（dPs/dT）+d33c33(dξ2/dT)]/dt.。括号中的3项分别代表初次极化效应、由热膨胀和压电压电效应导致的二次热电效应。根据计算，二次热电效应（300oC）可达I=2×10的10次方~3×10的10次方A，与观察到的现象想吻合。电气石的热电性是一种带电的、不对称的、非简谐性振动，热电系数K随着温度增高而非线性增加。根据Donnay研究热电效应主要是由于晶体结构中心、3个八面体共有的0（1）的不对称、非简谐性振动引起的。在实验中，温度从193至393K变化时，它的重心偏移了0。005A，即标准偏差的10倍。这是惟一一个原子，其偏移量远远超出实验的误差许可。热电性也有可能与Na的O（2）有关，它们也存在异常大的温度系数，但没有大的位移。由于样品是不含Fe的锂电气石，应该考虑到Fe对热电效应的负作用，很多文献提到，黑电气石（Fe-电气石）几乎没有可检测到的热电效应。

2、自发电极的存在与电场效应

电气石自发的极化效应Ps表现为电气石周围静电场的存在，就象磁铁的磁极一样，有自发的磁性存在。自发电极的存在已为实验所证实，被解释为组成六连环的硅氧四面体siO44-角顶定向所致。电气石的自发电极，为{yj}性电极，不受外界电场的影响，其自发极化值是一个与温度无关的数值。Voigt检测了在室温下电气石晶体的自发极化值，得到Ps=0.011uC/cm2,是BaTiO3在室温下的1/2400。电气石的电场效应主要表现为：电场对水的电解作用；静电场对带电离子的吸附与中和作用。

（1） 电场对水的电解作用

由于自发极化效应，在电气石的周围存在着以C轴轴面为两极的静电场，E0=Ps/2?0。（a/r）

3,a为电气石微粒半径，r 为距中心的距离。由此可知，在电气石表面厚度十几微米范围内存在10的7次方（{zg}值）~10的4次方V/m的高场强。在静电场的作用下，水分子发生电解，形成H+和OH-，H+和水分子结合形成活性分子H3O+,活性分子具有极强的界面活性，可以吸引水中的杂质、污垢，起到净化水源的作用；OH-和水分子结合形成负离子，可以增加空气中的负离子数，改善人们的生活环境。

（2） 静电场对带电离子的吸附与中和

实验证实，静电场对处于其中的带电粒子有吸附作用，可以用于吸附粉尘、带电离子等。将电气石微粉分别置于pH=1、13的酸碱溶液中，1小时后H+、。OH-浓度显著减少，酸碱趋于中和。溶液中H+浓度与时间成线性关系：log[H+]=A-Bt，也可表示为：-d[H+]/dt=B[H+](A,B)为常数）

电气石微粒与水的作用机制解释如下：通过电气石表面的高强静电场，表面十几微米范围内的H+、OH-离子被吸附到电气石的两极，与电解形成的H+和OH-中和，过多的H+以氢气的形式被释放出去。随着电气石表面H+离子的减少，在浓度差作用下，远处的H+离子不断向电气石表面移动直至达到平衡为止。H+离子的减少速率与水中H+浓度成正比。

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