THERMAL DEPENDENCE OF INTRACRYSTALLINE Fe²⁺-Ca²⁺ EXCHANGE IN METASILICATE, FERROBUSTAMITE (Ca, Fe)SiO₃

Résumé
Des mesures d'intensité d'absorption sur des spectres Mössbauer confirment l'existence d'échanges intracristallins Fe²⁺-Ca²⁺ dans la ferrobustamite (groupe d'espace A[MATH] ; paramètres a = 7,862 Å, b = 7,253 Å, c = 13,967 Å, α = 89°44', β = 95°28', γ = 103°29' ; composition chimique Ca_0,816 Fe_0,152 Mn_0,032SiO₃). Les constantes de vitesse de la réaction d'échange Fe_M3 + Ca_M1,2 = Fe_M1,2 + Ca_M3 sont obtenues à partir de la variation d'occupation par les atomes de fer des sites M1, M2 et M3 lorsqu'on chauffe les échantillons à 1000 °C, 800 °C, 700 °C et 600 °C pendant des temps variables. Les énergies d'activation de mise en désordre et en ordre sont de 27,61 et 18,45 kcal respectivement. L'énergie libre d'échange est à peu près constante si on la calcule par la fonction de distribution intracristalline.

Abstract
Intracrystalline Fe²⁺-Ca²⁺ exchange in ferrobustamite (space group A[MATH] ; unite cell parameter a = 7.862 Å, b = 7.253 Å, c = 13.967 Å, α = 89°44', β = 95°28', γ = 103°29' ; chemical composition Ca_0.816Fe_0.l52Mn_0.032SiO₃) is confirmed by the measurements of absorption intensities of the Mössbauer spectra. Rate constants of the exchange reaction, Fe_M3 + Ca_M1,2 = Fe_M1,2 + Ca_M3 are obtained by the variation of site occupancies of Fe atoms in the M1, M2 and M3 sites of samples heated at 1000 °C, 800 °C, 700 °C and 600 °C in different heating periods. Activation energies in both disordering and ordering processes in the exchange reaction are determined to be 27.61 kcal and 18.45 kcal, respectively. The standard free energy difference ΔG° in the cation exchange is approximately constant, as calculated by the intracrystalline distribution function.