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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 171

Скачиваний: 0

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

I

0,6220$+0,2384С + 0.B96M

0,5833 +0,26270+

о , ш

!

2

!

3

!

4

1

5

 

O^SCjM^+O.OGGIMS+O^aZgs

 

5,587

 

5,592

 

5,597

 

Q,2384CS +0,B96M?+0,244S

 

6,775

 

6,749

 

6,725

 

0,0795C3J+0,I396MS+0,40285$

 

3,608

 

3,602

 

3,594

 

0 ,II92C2$+0,I396MS+0.3632 $

 

5,129

 

5,121

 

5 ,ID

 

0,0795C3$2+Q,I396MS+0,3234$

 

2,636

 

2,597

 

2,541

 

0 ,154CUS2+0,1087C$+0,I666$

 

8,208

 

8,193

 

8,176

 

0 ,13I35C2MS2+0,02265MS+0,29795

 

6,186

 

6,428

 

6,447

 

0 ,I54CUS+0,10870$+0,3206S

 

6,942

 

6,939

 

6,938

 

0,08757C3M%+0,06643MS+0,34175$

 

6,064

 

6,069

 

6,074

 

0,26270$ +0,I54M$+0,1666 $

 

7,176

 

7,114

 

7,059

5

0,0875C3$+0,I54MS+0,34I75S

 

3,849

 

3,835

 

^,819

 

0, DI35C2S+0,I54MS+0,29795$

 

5,523

 

5,506

 

5,490

 

0 ,0875?C3S2+0,I54MS+0,254I6$

 

2,782

 

2,719

 

2,654

ПРИМЕЧАНИЕ: Переход y3 2Ca0.Si02 -— ' °l 2CaO. SIOj (при 970°K) /1 0 / не учитывался.


оставаясь вое же максимальными для диопсида

Ли т е р а т у р а :

1. Г.М.Матвеев, Н.Г.Удовенко.Сб."Безборные, бесщелочные и жалощелочные стеклообразные системы и новые стекла на их основе".

М.,ЦНИИТЭстром,1967.

2. А.С.Агарков, А.К.Журавлев, Г.М.Матвеев. Тевиоы докладов к Всесоюзному совещанию "Исследование стеклообразных систем л синтез новых стекол на их основе",U .,1971.

3. Л.АЛунина. Сб."Стекло, оиталлы и силикатные материалы". Минск, Изд-во "Вышэйшая школа",1970.

А. А.А.Алпен. Химия отекла."Химия",1970.

5. Г.Роуеон. Неорганические стеклообразующие систеиы."Мир",19?0.

6. В.И.Бабушкин, Г.М.Матвеев,О.П.Мчедлов-Петросян. Термодинами­ ка силикатов, U., Стройиздат, 1970.

7. И.X.Харпов, С.А.Кашик, В.Д.Пампура. Константы веществ для термодинамических расчетов в геохимии и петрологии, М., "гаука", 1968.

8. А.С.Бережной. Многокомпонентные системы окиолов.К»"Наунова думка", 1970.

9. Г.Б.Наумов, Б.Н.Рыженко, И.Л.Ходаковокий. Справочник термо- * динамических величин (для геологов),М..Атомивдат,1971. °

Ю.ГЛ.Куколев. Химия кремния и физическая химия силикатов,М., Изд-во "Высшая школа", 1966.

И. Д. ЩЕГЛОВА, И. Н. ДВОРНИЧЕНКО

ИССЛЕДОВАНИЕ СТШ00БРА30ВАНИЯ В GfiSCH .ШЛАК ФЕРРОХРОМА - ПЕСОК - СОДА .

С целью синтеза стеклокриоталлдческого материала да оонаве отходов электрометаллургических производств, нами изучалась об­ ласть стеклообрагования в смеси шлак феррохрома-пеоок-оода.

Для синтеза

стекол были использованы: шлак феррохрома Запо­

рожского завода

ферросплавов, пеоок Новооеловокого месторожде­

ния и для улучшения варочно -

выработочнмх овойств - оода.

Теоретически облаоть устойчивого отекдообразования'оценива­

лась по величинам параметров

£ и Y

/1 .2 /. Раочетные

U9


 

 

Значения параметров

4 Y

 

 

 

 

 

 

 

Таблица I.

отекла .. I

7Si

1 - J

 

. I отекла

1

7Si

. 1....... 1 ...

I

0,392

3,06

 

30

 

0,327

2,25

2

0,385

2,98

 

31

 

0,321

2,04

3

0,378

2,90

 

32

 

0,313

1,91

4

0,369

2,82

33

 

0,315

1,94

5

0,361

2,83

34

 

0,364

2,26

6

0,353

2,73

 

35

 

0,357

2,71

7

0,347

2,63

 

36

 

0,349

2,61

8

0,340

2 , 53

 

37

 

0,342

2,50

9

0,332

2,25

 

38

 

0,334

2,39

10.

0,326

2,17

 

39

 

0,332

2,24

II

0,318

2,02

 

40

 

0,317

1,97

12

0,309

1,87

 

41

 

0,311

1,87

13

0,383

2,96

 

42

 

0,315

1,94 ’

14

0,375

2,86

 

43

 

0,356

2,553

15

0,308

2,76

 

44

 

0,349

2,45

16

0,361

2,67

 

45

 

0,340

2,32

17

0,353

2,57

 

46

 

0,333

2,22

18

0,346

2,46

 

47

 

0 132^

2,09

19

0,338

2,34

 

48

 

0,316

1,94

20

0,332

2,24

 

49

 

0,307

1,79

21

0,324

2,12

 

50

 

0,300

1,74

22

0,316

1,98

 

51

 

0,347

2,42

23

0,307

1,82

 

52

 

0,339

2,30

24

0,373

2,42

 

53

 

0,331

2,18

25

0,386

2,30

 

54

 

0,322

2,04

26

0,359

2,70

 

55

 

0,314

1,89

27

0,351

2,60

 

56

 

0,306

1,75

28

0,344

2,49

 

57

 

0,296

1,56

29

0,336

2,38

 

 

 

 

 

150


значения / { |н У для 57 составов приведены в таблице I . Стекла плавили в силитовой печи в корундизовых тиглях

при температуре 1400°С в течение I часа.

Экспериментальные исследования показали, что область устой­ чивого стеклообраэования совпадает с теоретически рассчитан­ ной по параметру J-S; , Полное стеклообрааование возможно при содержании компонентов /вео %/’. песок* 40,0 - 55,0; шлак * 40.0 - 57,5; А®20 » 2,5 - 10,0;

При повышенном содержании шлака - более 57,5%, наблюдалось сильное макрорасслаивание стекол.

В процессе исследования было установлено, что в случае применения определенного режима варки все отекла данной облас­ ти обладают авантюриновым эффектом.

Дальнейшие исследования были направлены на изучение свойств полученных авантюриновых стекол. Плотность отекол,по­ казатель преломления и температуру начала размягчения опреде­ ляли по общепринятым методикам /4 / . Анализ результатов иьоледований показал, что с повышением концентрации шлака в шихте до 50 ьео % наблюдается рост плотнооти авантюриновых отекол, уменьшение t'a . p . Показатель преломления отеклофазы оотается неизменным при увеличении содеожания шлака от 42,5 до

50.0 вес %.

Скачкообразное увеличение показателя преломления стеклофазы при содержании 50 вес % шлака в шихте объясняетоя повы­ шением растворимооти кристаллических включений и переходом хрома в. стекло, что подтверждаетоя уменьшением 'количества кристаллов в авантюриновом стекле и ухудшением авантюриново­ го эффекта.

Ли т е р а т у р а :

1. Р.Роусон. Неорганические отеклообразующие системы.М., "Мир", 1970.

2. А.А.Длпен. Химия стекла. Л.,"Химия",1970.

3. Н.А.Торопов и до. Диаграммы состояния силикатных оиотем.

Л.,"Наука", вып.З, 1972.

4. Н.М.Павлушкин, Г.Г.Сентюриы, Р.Я.Ходаковсхая. Практикум по технологии стекла и ситаллов. М.,"Стройивдат",1970.

151

В, А.МИНАКОВ,Н. И. МИНЬКО.В. Н.ПАВЛORA, Е.Ф. КАШИРИНА, А. А, МЕДЯНСКЛЯ ,Н.А.НАУМЕНКО,В.U.ПЕРЕПЕДЕНКО

СТРУКТУРООБРАЗОЗАНИЕ И НЕКОТОРЫЕ ФИАЛКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОЖЕЛЕЗИСТЫХ СТЕКОЛ И СИТАЛЛОВ.

Существующее многообразие железосодержащих составов стекдокристаллических материалов на основе шлаков и горных пород, до конца не изученные вопросы по механизму их структурообоазования, не исключающие воздействие примесных добавок, а так­ же самые разноречивые данные по оптимальному для процесса кристаллизации соог чтению Ре203 и РеО подсказали необходи­ мость исследования структурообрагования и некоторых физикохимичеоких свойств модельных стекол и сиваллов системы ,St02СаО- МпО - А12п3 - РеО (Ре203^ с крайними значениями соотно­ шения РвпО] и РеО.

Ю.Д.Кручининым показана возможность синтеза шлакоситаллов на основе высоножелезистых никелевых шлаков / I / при coot- ношении п

р .Джеорджи предлагается оптимальное для объемной мелко­ зернистой кристаллизаций отекол на основе плавленных базаль-

тов соотношение Рет -5>0:и-7

обосновываемое необходимостью

Ш Г * >

0,6

выпадения максимального количеотва кристаллов магнетита, в

которых указанное

соотношение

равно ^

и которые

инициируют

в дальнейшем рост

кристаллов

пироксена

/2 /.

 

Н.М.Павлушкиным и другими получены высокожелезистые стек-

локристалличеокие

материалы при соотношении Ре203

> меняющем­

ся в пределах от I

до 9 /

3 ,4 /.

Ш

 

 

 

В овя8И с указанным в

тигельной печи в пятилитровых квар­

цевых тиглях при 1400°С в различных окнолисельно-восстанови- тедьных уоловиях было сварило два модельных стекла оиотемы $i02 - СаО - ЩО - AI2D3 - РвО СРе203\ идентичных по ооотаву

(по данным полного химического анализа) и содержащих соот­ ветственно» отекло I - 2,86 вео.% РеО и 20,0 вес.% Ре203;

01ало 2 - 18,39 вео.^ РеО и 3,14 вео.$ Ре203.

Проведенными комплексными иооледованиями было установле­

но, что отекло 2 имеет температуры Тц и Т/ , соответствен­ но 626 и 660°С, тогда как для отекла 1 эти температуры лежат

152


Рис. I Кривые ДТА и псевдовязкости стекол I и 2.

Рис. 2 Микротвердость стекол 1(1) и 2(2) при оиталлизации.

153

ва пределами 660°С.

Кривые 2ТА и псевдовязкости существенно отдичаютоя между собой как характером, так и температурными интервалами и ин­ тенсивностью протекания обнаруживаемых с их помощью процессов

кристаллизации (ри с.II.

 

 

По мере повышения содержащегося в

стекле fe 20j

ва счет

feO -

увеличивается его показатель преломления - от

1,684 до

1,745

i 0,008 и плотность - от 3,173

г/омэ до 3,186

г/см3,

что согласуется о данными авторов /5 ,6 /.

При термообработке оба исследуемые стекла превращаются в оиталл, предварительно расслаиваясь на микрофазы в предкриоталлизационном периоде. Ситалл на основе стекла I отличается более высокой однородностью и более мелкозернистой структурой.

По данным рентгенофагового

анализа, при кристаллизации отекла 1ш -

палают кристаллы магнетита

/ f e ^ / ,

магнезиоферрита (М^Ре20^),

моноклинного пироксена

и алмандита fe -jA I^ g iO ^ . При крис­

таллизации стекла 2 -

кристаллы фаялита

(fe $10^), киритейни-

та

(Сафе £10^) и моноклинного пироксена -

клиноэнстатита

(lUjSiOg).

Микрот*ердость ситаллизуемых стекол I и 2 в зависи­

мости от температуры представлена на рис.2.

 

Судя по коивым ДТА и псовдовязкости,

различным значениям

Tj

и

, коэффициентов преломления и штотности.микротвердооти,

исследуемые стекла заметно отличаются структурными особеннос­

тями,так

называемыми /7 -9 / "структурной подготовкой матрицы

кристаллизации", степенью ослабления структуры, степенью

связности.Более низкие значения Tj и Т/

, более низкие значе­

ния поевдовязкости, соответствующие первому минимуму,более

низкие значения микротвердости и т.д .

позволяют предположить,

что матрица исходного стекла 2 ослаблена модифицирующими окнолама двухвалентного железа.При ситаллизации такого стекла выпавшие

кристаллит фаялита (Ре

S;0^ ) и

кирштейнита (Cafe S<0^ ),

в результате близости

параметров

решетки,инициируют рост

кристаллов моноклинного пироксена-клинознстатита (Mj^SiOj). Отличаясь высоним содержанием fe203, отекло I при термооб-

паботке в предкристаллизациокном периоде ликзирует на две фа­

зы, обогащенную, по /5 ,1 0 /,

кремнеземом-силикатную и, обога­

щенную окиоьв

железа - железистую.

В последней, в

результате

возникновения

в избыточном количестве хоомофорных

групп

f e 3+-0-Pe^+ и групп f e 3+ -0

-

начинается

кристаллизация

кристаллов магнетита (fe 30^)

и магнезиоферрита

(I d ^ fe ^ ),

154