journal article·2016-09Open access

Amorphous silicate nanoparticles with controlled Fe-Mg pyroxene compositions

Stephen P. Thompson, Karine Demyk, Sarah J. Day, Aneurin Evans, Hugues Leroux, Christophe Depecker, Julia E. Parker, Leigh Connor, Heribert Wilhelm, Giannantonio Cibin

Abstract

The production of amorphous pyroxene nanoparticles (~ 20 nm) with controlled Fe-Mg content is described. Homogenous particle compositions closely matching required target stoichiometries are obtained by drying a precursor gel under high vacuum conditions. The silicate nature of the particles is characterised using TEM, synchrotron radiation and FTIR. No oxide phase separation occurs, even at high Fe concentration. Structural domains exist within the nanoparticles that are typically ten times smaller than the physical particle size consistent with either a core-shell, or, random network with multiple embedded domains, particle structure. Thermal annealing below the crystallisation temperature allows the ordered domain size to be further reduced by a factor of ~ 2.
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Research context

OpenAlex topics: High-pressure geophysics and materials · Iron oxide chemistry and applications · Glass properties and applications

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