Файл: Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается.pdf

А.В.ЫАНАНХОВ, В.М.ВЛАДИМИРОВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСШ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ

Определение природа и состава отдельных минеральных фаз, образующихся в результате неравновесной кристаллизации силикат­ ных расплавов или отжига стекол, обычными методами слишком за­ труднено. Точная диагностика этих минералов, необходимая для управления процессами кристаллизации и для расшифровки меха­ низма последних, требует привлечения в техническую (приклад­ ную минералогию новейших комплексных методов.

В связи и широким внедрение- в кристаллохимию силикатных минералов методов инфракрасной спектроскопии (Л.Е.'.заренкова и др ., 1973; И.В.Гинзбург, 19?2; А.Н.Лазарев, 1968; И.Я.Плюсника, 1967; H.Moenke, 1962 и др.) нами предлагается комплексная рентгено-ИК-спектроскопическая методика диагностики минералов стеклокристаллических материалов с последующим вычислением точ­ ных параметров элементарных ячеек минералов на ЭВМ.

В процессе определения параметров решеток исследуемых ми­ нералов наиболее ответственный момент заключается в индицировании углов отражения на дебаеграммах, для чего необходимо: I - определить принадлежность каждого минерала к одному из этадо-. нов; 2 - иметь эталонные дебаеграчмы. Принадлежность синтети-. ческих минералов к эталоном, в связи с отмеченными обстоятель­ ствами, рекомендуется производить по результатам сравнения кон­ фигураций кривых их ЯК-спекторов поглощения, снимаемых с ИР-20, с эталонными ИК-спектрами. Например, для алюмосиликатных и си­ ликатных пироксенов эталонные ИК-спектры имеются в работах Лонера (P hJaunei, 1952), И.В.Гинаберга (1972) и д р .; для воллаотонита, оливина, мелилита и других минералов в статье Л.Е.Азаренковой и др.(1973). Эталонные дебаеграмыы заимствованы из ра­ бот Хесса (H.Hess , 1953), Звана (P.XWan, 1954), Сакаты ( V- Sakata, 1957), В.И.Михеева (1967) и др.

Сняв дебаеграммы и проиндицировав углы отражения, по еди­ ничным линиям вычисляем приближенные параметры решетки. С целью уточнения элементарных ячеек минералов любых сингоний нами сос­ тавлена программа, позволяющая методом наименьших квадратов для функций с квадратичной зависимостью включить в обработку на ЭВМ все линии, снимаемые с дебаеграмм. В программную обработку вклю­ чены следующие операции. I . Для исследуемого минерала по извест­ ным приближенным параметрам вычисляются межплоскостные расстоя­

68

где в ,частности для моноклинной сингонии:

мую матрицу с целью получения нормальных уравнений для вычис­ ления ошибок дсс, лу, д г , &V. 5. Найденные значения ошибок при­ бавляются к приближенным значениям и из уравнений (2 ) вычисля­ ются уточненные параметры исследуемого минерала.

Исправленные параметры можно принимать за приближенные' значения и повторять описанную операцию несколько раз. Наибо­ лее точными параметрами считаются те, которые дают минимальную оумму квадратов свободных чден ов ^дЦ .).

Для определения параметров решеток минералов других сингоний изменяется лишь вид функции^ , а общая методика оста­ ется без изменения.

Л.Н.ШШДЯКОВ, С,Ф.РОГОЖКИНА, А.Е.ШАЛАМОВ, Р.А.БАЙТЕНЕВА, Э'.А.КОСЬЯНОВ

КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СТЕКОЛ СИСТЕМЫ CaO-MjO-AIgOj- Si02

При подборе составов,как промышленных стекол с малой крис­ таллизационной способностью, так и стекол для получения стекло­ кристаллических материалов,важную роль играет оценка анионной структуры ,-аоплавов и отекод, обуславливающей их вязкость.Этот фактор может быть учтен для силикатных и алюмооиликатных рас­ плавов о помощью так называемого коэффициента структуры анио­

нов КСА « о' ^ "дЛ* хаРак' вРИ8У*ш1е1’0 анионную структуру и

69

позволяющего на основе только химического соотава рассчитывать или по диаграммам состояния с изолиниями КСА определять вязкость расплавов в широком интервале температур и составов /1 -4 /.

С известным приближением, с погрешностями, обуславливаемы­ ми упорядочением структуры при охлаждении силикатных расплавов, ата закономерность может быть применена и к переохлажденным рао- плавам-стеклам.

На основе КСА был разработан и предложен способ подбора соотавов для получения силикатных и алюмосиликатных стеклокристалличеикил материалов /5 , 6/ . *>ыло уитановлено также, что и повышением КСА - упрощением анионной структуры шлаковых стекод-

-наблюдается уменьшение продолжительности их термообработки при получении одинаковой степени закристаллизованности или при равной продолжительности термообработки стекла с большим значением КСА

имеют большую степень закристаллизованности. При этом наблюда­ лось увеличение крутизны и высоты экзотермических пиков на кри­ вых ДТА шлаковых стекол / 7 / .

В настоящей работе представлены результаты дифференциаль­ ного термического и фазового анализа алюмосиликатных стекол, от­ носящихся к системе Ca0-Mj0-AI20 j- Si0^ и имеющих составы, ох-, ватывающие практически всю облаоть стеклообраэования: Ca0-I0*40V

платиновых стаканах при температуре 1450°С в силитовой печи в

в оилитовой печи при температуре 1450°С в течение четырех часов'. Дифференциальные термограммы получены при нагревании зака­ ленных стекол на пирометре Курнакова ФПК-55 со скоростью нагре­ ва 5-7 град/мин И использовании в качеотве эталона прокаленного

ol —ai2o3.

Образцы стекол кристаллизовали в течение 2-х чаоов к интер­ вале температур 940-1040°£, продукты кристаллизации были подвер­ гнуты минералогическому и рентгенофазовому аналиаам. Полученные результаты представлены в таблице.

Химичеокий ооотав и характеристика продуктов кристаллиза­ ции стекол оиотемы CaO-UjO-AI2C^- S‘02 по данным рентгеноотруктурного а криоталлооптичеокого методов анализа :

70