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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 159

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

лизацкю шлака мелилитового состава очень сложен и не монет быть однозначно определен химическим составом шлака и количеством

примеси.

 

 

 

 

В нашем случае добавка Ti02 не оказала каталитического

воздействия при

кристаллизации шлака ыелилитового состава ни '

"из

расплава",

ни "из стекла",

за исключением кристаллизации

"из

стекла" при содержании ТЮ2

около 10%.

 

 

 

Л и т е р а т у р а :

1. Л.А.Еунина,

В.Н.Шарай, В.Ф.Цитко, Н.Н.Хрипкова. В кн.

 

"Стеклообразное

состояние",

изд. АН СССР, М.-Л., 1963.

2 . С.Т.Сулейменов,

Т.А.Абдувалиев и др. В кн.: "Кристаллиза­

 

ция окисных расплавов и свойства литых изделий", изд.ин-та

 

проблем литья АН УССР, Киев, 1972.

3 .

.Kotakevitch

P..U

&.UxSain, CESSW, Ш 29,1955, i06S.

4. Ц. TuviBuit,

PAys. £hem.t 66, 609 (19Б2).

5. H.M.Павлушкин, З.В.Житкевич и др. Изв. АН.СССР, "Нсорганич.

 

материалы",

Т.Ш., №5, 1967,

915.

6 . Л.А.Владимирова. В кн. "Строительные материалы и изделия

 

из металлургических шлаков;'(*1,1965.

7. И.Иванов, В.В.Лапин, й.Лисенко, У.Каменева. В кн.IX Всесо­ юзное совещание по экспериментальной к технической 'минера- . логии и петрографии АН СССР, Иркутск, 1973.

8. 3.V. Smith, Агчег. Fline'i : 33, 7, 643, I9S3.

9. У.А.Дир, Р.А.Хауи, Дж.Зусыан. "Породообразующие минералы", ИЗД. "Мир", М., 1965.

Ю.К.А.Торопов, В.П.БарзакоЕСКий, В.В.Лапин, Н.Н.Курцева, А. И.Бойкова. Диаграммы состояния силикатных систем. Тройные системы. Изд. "Наук", Л ., 1972.

П.К.Майер. "Физико-химическая кристаллография". М.,"Иеталлургия", 1972.

З.Ф.АЛИЕВА, Т.А.ДЫШЛОВА, Л.Н.ШЕЛУДЯКОВ, Р.А.БАЙТЕНЕВА, Н.М.ПОНОМАРЕВ, Е.Т.И30Т0ВА

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛИКАТНЫХ И *ЛЮМОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ МЕТОДОМ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОСКОПИЙ

Известно, что для характеристики анионной структуры стек-

ПО

лообразных и кристаллических силикатов используют отношение

— , так называемое кислородное число. Структуру алюмосиликат­ ных расплавов было предложено характеризовать коэффициентом структуры анионов КСА = - * который представляет сооой отношение з них числа ионов кислорода к числу ионов стеклоооразователей, способных изоморфно замещать друг друга в структурах анионов.

Было установлено, что вязкость гомогенных алюмосиликат­ ных расплавов в широком интервале температур и составов являет­

ся

непрерывной функцией КСл, и расплавы с

одинаковыми значени­

ями КСА являются изозязностными / I / .

 

 

Поскольку стекло представляет собой пероохлажденную жид­

кость /2 /, естественно предположить, что

структура силикатно­

го

и алюмосиликатного стекла, если не учитывав упорядочение

структуры расплава при охлаждении, должна соответствовать стуктуре расплава, из которого оно получено, а коэффициент струк­ туры анионов мог бы быть использован и по отношению к ствклаы для характеристики их анионной структуры.

С целью проверки этих предположений, были сварены стекла,

относящиеся

к системам

 

SiQ,,

л/а20-РвОт?г0и>,

?/а20-СаО-

-AXgOj- £;0)

и MtjO-Cau-AIgOj- J5J 0-,,

с различными значениями

коэффициента

структуры анионов.

 

 

 

Шихта готовилась

из

окислов

CaO, MjO, AlgOj,

£ '° 2 »а так­

же /Vа2С0^ марки "хч"

или

"чда".

Готовые смеси тщательно пере­

мешивались в течение двух часов. Барка стекол производилась в силитовой печи с выдержкой в течение трех часов при температу­

ре

1400-1500°

и последующей

закалкой стекломассы

выливанием ее

е

воду, или в

случае стекол,

содержащих

/Ya20^ на

цеталличес_

кую плиту с водяным охлаждением.

 

 

 

Полученные таним образом стекла

исследовались методом

инфракрасной спектроскопии. При записи спектров было обращено внимание на методику приготовления образцов для снятия ИК-спек- тров. Предварительные исследования показали, что хорош: воспро­ изводимые спектры получаются при растирании образца стекла в агатовой ступке с бромистым калием в течение не монее 50 минут. Эта методика подготовки образцов для записи спектров использо­ валась для всех стекол; Спектры регистрировались на инфракрасных

U& - 10 и UR- 20

спектрофотометрах, концентрации стекол

в КВъ сохранялись постоянными.

Для стекол систем

//eg О- S.'O, и Л ^ о Р в О - 3<‘02изуча­

I I I

лось влияние КСА, а также степени перегрева стекольного распла­ ва над ликвидусом на характер инфракрасных спектров,

нием

Исследуемые образцы стекол

системы Л^О- Si0% с содержа­

Н&гО, 20,

25, 30, 35, 40

и

45

мод.% и стекло системы

Ма^О-РвО- SiO^

с содержанием

//а^О

* 30% мол., РвО = 10% мол.,

5102

= 60% мол.

были сварены при

температуре 1400-1500°С, а

затем выдержаны при температурах 900, 1000, 1100, 1200, 1300,

1400°С в

течение 2х часов с последующей закалкой стекольного рас­

плава от

этих температур.

 

Полученные результаты свидетельствуют о том, что спектры

стекол двойной системы / V 0—

при одном и том же содержа­

нии ^agO, а, следовательно, одинаковом значении КСА, незави­ симо от условий закалки, во всех случаях одинаковы. С увеличе­ нием содержания Л^О (КСА) наблюдается сдвиг основных полос поглощения в низкочастотную область,что в соответствии о лите­ ратурными данными /2 -4 /обусловлено деполимеризацией анионной структуры стекла. В частности, при содержании в стекле окиси

натрия

до 20% мол. наблюдаются слабая

полоса поглощения с час­

тотой

970 см” ж, сильная -

с

частотой 1080 см”*; при 40% мол.

содержании

NagO полоса 970

см“* смещается

до 945 см”1, а по­

лоса IC80 см”*до 1060 см”*.

 

 

 

 

 

 

Что касается

стекла

системы Л/е^О-РвО-

5'С^со значением

КСА = 2,67,

то здесь также

условия закалки

стекла не влияют на

вид спектров.

 

 

 

 

 

 

 

 

Полосы поглощения стекол,

относящихся к четверным систе­

мам CaO- AtegG-AlgO.-SiOg

к СаО-МjO-АЙ20j-5l02

и имеющих коэф­

фициент структуры

анионов,

разный 2 ,4 ,

приведены в таблице.

Спектры стекол с другими

значениями КСА идентичны этим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

 

'ТС'А~='7Т4"

 

ОбЛ.

и !иоласть

валентных

MjO

СаО

 

I— коле

 

 

 

 

 

 

А(2о5

430,

470

|9?0ср.

1080с.

1250пл.

0

25

60

*5

430,

 

 

 

 

1250пл.

5

20

60

15

470

j970cp.

1080с..

Примечание: ср. - средняя по интенсивности

с. - сильная пл. - плечо

>1э этой таблицы видно, что стекла с различными составами, но одинаковыми значениями КСА = 2 ,4 , имеют одинаковые спектры. То же самое наблюдавши и в стеклах с другими значениями КСА.

112

Однако, если в спектрах стекол с одним и тем же значением КСА не наблюдается смещения основных полос поглощения, то с увели­ чением КСА в спектре имеет место равномерное смещение этих по­ лос в низкочастотную область. В частности, если в стеклах с ко­ эффициентом структуры анионов, равным 2 ,4 , валентному колебанию

связей Si -

0

- Si

соответствует полоса поглощения

с частотой

1080

см”*,

то

в стеклах с КСА=3 эта полоса смещается

до 1050см”?

 

Согласно

известным данным /3 ,4 /,

это мояет

свидетельство­

вать

об усилении деполимеризации сетки

стекла.

Действительно,

содеряание деполимиризаторов - окислов-модификаторов кальция и

магния - в рассматриваемых стеклах увеличивается:

СаО от 25% до

36%, М^О от 0% до 10% -

при изменении КСА от 2,4

до 3,0,

 

Спектры стекол системы СаО- A^O-A^Oj- Г.гй? со значения­

ми КСА, равными 2 ,4 , Я ,45, 2,50, 2,58,

2,65,

2,71, 2,80,

2,69,

3,0, по форме аналогичны

спектрам стекол

вышерассмотренной

систе­

мы Ca0-Mj0-A£20j-

S ^ .

В них наблюдается та

яе закономерность -

в пределах одного

значения КСА стекла

имеют

одинаковые спектры

с одними, и теми же частотами поглощения основных полос. При пе­ реходе яе к стеклам с более высокими значениями КСА.наблюдает­ ся смещение основных полос в низкочастотную область. Однако, если сравнивать спектры поглощения стекол с одинаковыми значе­ ниями КСА, но относящихся к различным системам, то частоты не совпадают. То есть наблюдаемая закономерность сохраняется в пределах одной системы.

На основании проведенных исследований можно сделать следу­ ющее заключение.

-Степень перегрева над ликвидусом стекольных расплавов одного и того же состава не оказывает влияние на характер i'.K- спектров стекол.

-Стекла с различными составами, но с одинаковыми значе­ ниями КСА, имеют одинаковые спектры. Это подтверждает зывод, ранее сделанный на основании измерений вязкости гомогенных рас­

плавов, что стекла с одинаковыми значениями КСА имеют одинако­ вый ближний порядг в анионной структуре. Однако, следует отме­ тить, что эта закономерность сохраняется лишг для стекол в пре­ делах одной системы.

- Увеличение КСА стекол или упрощение их анионной структу­ ры приводит к одвигу основных полос поглощения в низкочастотную область^

Л и т е р а т у р а :

I . Л.Н.Шелудяков, Вестник АН КазССР, 1966, К? 8, стр. 9.

ИЗ

Смотрите также файлы