Μάθημα : Ορυκτολογία - Κρυσταλλογραφία

Εισαγωγή στην Ορυκτολογία. Ιστορική αναδρομή. Αρχές Κρυσταλλογραφίας και Κρυσταλλοχημείας. Κρυσταλλικά και άμορφα στερεά υλικά. Μοναδιαία κυψελίδα και κρυσταλλικό πλέγμα. Γεωμετρική Κρυσταλλογραφία (συμμετρία, συστήματα, δείκτες, κρυσταλλογραφικά σύμβολα, εναντιομορφισμός, στερεογραφική προβολή). Ημικρύσταλλοι και σχετικά ορυκτά. Συμφύσεις και διδυμίες-πολυδυμίες. Πυρήνωση και ανάπτυξη κρυστάλλων και ορυκτών (κρυστάλλωση). Κρυστάλλωση ορυκτών απο ψύξη τήγματος/μάγμα & υδροθερμικά ρευστά (πυριγενή ορυκτά), επίδραση της πίεσης (μεταμορφικά ορυκτά & ορυκτά βάθους), δημιουργία απο διαλύματα και βιο-διεργασίες (βιο-ορυκτά). Επίταξη, τοπόταξη, απόμειξη, διαγράμματα φάσεων. Εισαγωγή στις μικροσκοπικές τεχνικές (οπτική μικροσκοπία, SEM, TEM, AFM). Βασικές αρχές ενόργανης χημικής ανάλυσης ορυκτών και γεωλογικών υλικών (με ακτίνες-X, e^-, p⁺, Laser, MS, δέσμες ιόντων). Οπτική Κρυσταλλογραφία - Ορυκτολογία, πολωτικό μικροσκόπιο, οπτικές ιδιότητες ορυκτών (οπτικοί άξονες, ισοτροπία/ανισοτροπία, μονάξονες/διάξονες κρύσταλλοι, ελλειψοειδή, πλεοχρωϊσμός, κωνοσκοπική εξέταση). Εισαγωγή στη δομική Κρυσταλλογραφία - Ορυκτολογία (κρυσταλλική δομή, ατέλειες-χρώμα, στερεά διαλύματα, ισομορφισμός, πολυμορφισμός, αλλοτροπία, πολυτυπισμός). Ακτίνες-Χ και μελέτη υλικών και ορυκτών με περίθλαση ακτίνων-Χ (XRD) σκόνης (νόμος Bragg, διαγράμματα ακτίνων-Χ, σταθερές μοναδιαίας κυψελίδας). XRD με ακτινοβολία Σύγχροτρον και φορητά όργανα. Θερμική συμπεριφορά ορυκτών και θερμικές αναλύσεις (TGA, DTA, DSC). Λογισμικό για γεωμετρική & δομική Κρυσταλλογραφία - Ορυκτολογία και XRD σκόνης (WinXMorph http://cad4.cpac.washington.edu/WinXMorphHome/WinXMorph.htm; JCrystal & KrystalShaper http://jcrystal.com/; Kristall2000 http://www.kristall2000.de/ ; VESTA https://jp-minerals.org/vesta/en/; PowDLL http://users.uoi.gr/nkourkou/powdll/; QualX2 http://www.ba.ic.cnr.it/softwareic/qualx/).

Introduction to Mineralogy and Materials Science; historical aspects; principles of Crystallography and crystal chemistry; crystalline and amorphous solid materials; unit cell and crystal lattice; geometrical/morphological Crystallography (symmetry, crystal systems, Miller indices, crystallographic symbols, enantiomorphism/chirality, stereographic projection); Quasicrystals and related minerals and natural phases; intergrowth and twinning; crystal and mineral nucleation & growth (crystallization), crystal growth inhibition; formation of minerals and growth from melt/magma & hydrothermal solutions, effect of pressure and metamorphic & deep minerals, minerals precipitating in solutions, biominerals; epitaxy, topotaxy, exsolution, phase diagrams; introduction to microscopic techniques (optical microscopy, SEM, TEM, AFM); basic principles of instrumental analysis in mineralogy (X-rays, e^-, p⁺, Laser, MS, ion-beams); optical Crystallography-Mineralogy (polarizing/petrographic microscope, optical properties of minerals, refractive index, isotropic/anisotropic, pleochroism, optical axis, uniaxial/biaxial, birefringence/interference color); introduction to Solid-State Chemistry and structural Crystallography-Mineralogy (crystal structure, defects/impurities & color, solid solutions/isomorphism, allotropy, polymorphism, polytypism); X-rays and characterization of materials and minerals by means of powder X-ray diffraction (Bragg's law, X-ray diffraction patterns, unit cell constants); X-ray diffraction using Synchrotron radiation and portable & remote equipments; Thermal behaviour of minerals; thermal analyses (TGA, DTA, DSC); introduction to selective -free- software (WinXMorph http://cad4.cpac.washington.edu/WinXMorphHome/WinXMorph.htm; JCrystal & KrystalShaper http://jcrystal.com/; Kristall2000 http://www.kristall2000.de/ ; VESTA https://jp-minerals.org/vesta/en/; PowDLL http://users.uoi.gr/nkourkou/powdll/; QualX2 http://www.ba.ic.cnr.it/softwareic/qualx/).