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

частности моноклинных, пирокоенов, нами использовалиоь эталон­ ные дифрактограымы выделенных из шлака чистых диопоида и клиноферросилита, которые были химически, кристаллооптически и рентгенографически охарактеризованы (табл.1).

Рентгенограмма шлакового диопсида находится в хорошем

Кроме указанных диагностических линий нами выявлены дополнительные, которые следует рассматривать тоже как диаг­ ностические для моноклинных пироксенов, шлакоситаллов, а

шлакоситаллов хорошо согласуется с кристаллооптическими опре­ делениями этих пироксенов в иммерсионных препаратах. Оба пи­ роксена образуют сростки наподобие полисинтехических двойни­ ков.

Моноклинные пироксену диопсидового типа обычно бесцвет­ ны или слабо окрашены в зеленый цвет окислами двухвалентного железа, занимающего шестикоординироваиные катионные позиции в структуре пироксена. Показатели преломления их варьируются от ^ - т.670 до 1,715. 2о"и ж* в пирокпенах диопсидового структурного типа (фед.гр. С §) присутствует трехвалентное железо, то в иммерсионных препаратах эти пироксены обнаружи­ вают яркие аномальные цвета интерференции, что также может

90

служить их диагностическим признаком.

Второй моноклинный пироксен, встречаемый в шлакоситаллах, относитоя к структурному типу клиноэнстатита (фед.гр.

Р*>.

Поскольку между клиноэнстатитом и клиноферросилитом существует неограниченная смесимость, то пироксен, второго типа в шлакоситаллах обычно окрашен в интенсивно-бурый цвет

отсутствуют.

Из минералогии известно, что между пироксенами с содер­

гр. Р-£ ) существует разрыв смесимости, однан^ метастабильно могут существовать соединения, располагающиеся в области составов этого разрыва.

Престон (А) при изучении структур продуктов распада моноклинных пироксенов методом микрорентгеноспектрольного анализа установил, что один пироксен имел состав авгита, вто-

типа пироксенов: диопсидовый и клииоэнотатитовый.

Таблица I . Химические, оптические и рентгеновские данные для шлаковых

91

3.И.В.Гинзбург, Г.А.Сидоренко .труды Минерал, музея АН ССОР 1 зьч г ., вып. 15

А. 3- Paito*., Дте* ■Miner., if si, /966, n *4, p <227.

В.H.КАЛИНИНА, З.И.БУХМАиТОВ

ОКРИСТАЛЛИЗАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ШЛАКОВЫХ СТЕКОЛ СИСТЕМЫ Ca0-M<}0- Si0, - 20’/о <??,0Ъ

Изучение кристаллизационной способности шлаковых стекол четырехкомпонентной системы СаО - М9О- $ i 0г - №г.0$ представляет интерес для разработки стекол и стеклокристалли­ ческих материалов / 1 , 2/ .

Нами проведены исследования кристаллизационной способ­ ности стекол в сечении четырехкомпонентной системы СехО-МуО- -SiOt-d?xO, с содержанием АС^з 20%. С*ставы изучаемых стекол расположены в областях кристаплиз'ации анортита (составы £1 , о2 , 63, 64), ме-илита (составы 66, 67, 70, ?/Т) шпинели (сос­ тавы 73, 69) и на пограничных линиях областей кристаллизации этих фаж.

92

устанавливали в печь с градиентом температуры от 400° до 1100° и выдерживали в течение I часа.

Для определения показателей преломления стекол по мере их кристаллизации отбирали образцы через 2 см по длине лодоч­ ки. Показатели преломления стекол определяли как среднее из 10 измерений в иммерсионных жидкостях с помощью поляризацион­ ного микроскопа МИН-8.

Диагностику минералов, образующихся при кристаллизации отекол проводили петрографическим методом и методом рентгено­ фазового анализа на дифрактометре УРС-50 ИМ.

В результате проведенного исследования установлено, что с увеличением содержания СаО и уменьшением Б^показатель пре­ ломления стекол повышается от 1,574 (в составе 61) до 1,620 (в составе 73). Указанную зависимость можно связать со струк­ турой кристаллизующейся фазы: так, в составах 61 и 62, где кристаллизуется сложный по структуре анортит, показатели пре­ ломления стекла равны соответственно 1,574 и 1,572,; в соста­ вах 70, 71, 72, 73, где кристаллизуется более простое по структуре соединение-мвлилит, показатель преломления стекла, составляет величину около 1,620.

Склонность стекла к кристаллизации определяется видом и количеством кристаллизующихся фаз. Температура нижнего пре­ дела кристаллизации отекла изменяется от 950° до 1050°. В составах 61, 62,- в которых выделяется анораит, температура начала кристаллизации составляет 950 и 980°; в составах 70, 71, 72, 73, в которых выделяется мелилит, температура

начала кристаллизации составллет 950-985°; в составах 66, 67,

в предела* 1005-1050°.

Кристаллизация во всех составах начинается с поверхнос­ ти стекла, с помутнения, затем образуется тонкая кристалли­ ческая корочка, толщина которой возрастает по мере увеличения температуры, полная кристаллизация всего объема отмечается для образцов составов, в которых выделяется одна кристалличес­ кая фаза-анортит (61,62) и мелинит (70, 71, 72, 7 3 ) ,'причем она достигается только при наиболее высокой температуре термо­ обработки (1100°), В составах 67,68,6° такой кристаллизации не происходит и при температуре термообработки 1100°.

Влияние содержания М^О на кристаллизационную способность отекол четко прослеживается в связи с величиной модуля основ­

93

ности Мо.. В стехлах о Mo 0,44-0.66 увеличение содержания MjO приводит к с”ижеяию кписта’тлизацион ;nfl способности стек­ ла. Так, в стекле состава 69, содержащем 15$ М^О, при темпе­ ратуре термообработки 1100° наблюдается только незначитель­ ное помутнение. 3 стеклах с Но > 0,66 влияние содержания MjO на их кристаллизационную способность не проявляется столь очевидно.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что стекла системы CaO-NjO- $;Ор-20'/. обладают пониженной кристаллизационной способностью. Склонность стекол к кристал­ лизации определяется положением фигуративной точки состава стекла на диаграмме состояния системы: составы, выбранные в центре полей кристаллизации анортита и ыелилита начинают кристаллизоваться пои t* 950-985° и при температуре термооб­ работки 1100° 'выдержка I час) кристаллизуются полностью. Составы, лежащие на пограничных линиях или вблизи пограничных линий полей кристаллизации, начинают кристаллизоваться при 1000°. Полная кристаллизация этих стекол не наблюдается даже при наивысшей температуре термооиработки,

Л и т е р а т у р а

1. Сентюрин Г .Г ., Ришина в.А. "В об. Применение металлурги­ ческих шлаков в отеклиделии, Пронстройиздат, У, 1950г.

2. Павлушкин Н.М. "Основы технологии ситаллив", Строяиздат М., 1970.

В.Й.БзШСтОВ, Т. И.ЯШУКОВА

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ШЛАКОВЫХ СТЕКОЛ ПО ИЗМЕНЕНИЙ ЭДС

Режим тепловой обработки стерла является одним из основ­ ных факторов в процессе получения ситалла, так как правильность его выбора определяет структуру и свойства ситалла. Основными параметрами режима термической обработки является температура

ивремя, соответствующие образованию центров кристаллизации

иросту кристаллов. Температура роста кристаллов может быть достаточно точно определена по данным дифференциально-терми­ ческого анализа в сочетании с исследованием физико-механичео- ки свойств, в то время как температура образования центров

кристаллизации устанавливается ориентировочно по температуре

. азмягчения или отжига отекла. Определение же этой температуры

94

является важным этапом режима термической обработки, так как только при максимальном количестве образовавшихся зародышей . кристаллизации возможно получение тонк„кристаллической струк­ туры ситалла.

Нами проводилось исследование возможности установления температуры, соответствующей ооразованиы центров кристаллиза­ ции по изменению ЭДС в процессе термообработки стекол. Опре­ деление ЭДС проводилось на установке, разработанной в Сара­ товском филиале ГХа / I / , Принцип метода основан на измере­ нии ЭДС гальванического элемента, составленного из пластинок исследуемого стекла и эталонного образца, помещенных между платиновыми электродами.

Величина ЭДС, возникающая между электродами, при на­ гревании этой системы будет зависеть от степени закрисгаллизоЕанности исследуемого стекла. В качестве эталона попользова­ ли пластинку двуокиси церия, толщиной 2 мм, спеченную при

температуре 1400°С. Электродвижущую силу измеряли при помощи высокоомного потенциометра Р-300, в качестве нуль-индикатора применяли зеркальный оаллистический гальванометр М-17.

Скорость подъема температуры в печи составляла 2° в минуту. Исследование проводили на стеклах, сваренных на основе домен­ ного шлака следующего химического состава (в вео.%): SiOt- Ы.ЪО;

для характеристики влияния структуры материала на вели- ‘ чину ЭДС, возникающую при нагревании, исследовали также мате­ риалы, резко отличающиеся по своим кристаллизационным свой­ ствам: иконное стекло, шлаковое стекло промышленного ситалла и шдакоситалл, полученный на его оонове.

Графическая зависимость изменения ЭДС от температуры для этих материалов показывает, что только у шлакового стек­ ла, склонного к кристаллизации при нагревании.отмечается рез­ кое изменение (уменьшение) ЭДС. Первоначальное повышение зна­ чений ЭДС до температуры 625° происходит за счет его размяг­ чения, также как и у оконного стекла.

В интервале температур 625-890° величина ЭДС резко падает. Сопоставление этих данных с данными дифференциальнотермического анализа показывает, что в этом температурном интервале наблюдается эндотермический эффект, т .е . в этом ин­ тервале возможно образование зародышей кристаллизации. Упоря-

95