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

Температурно-временная зависимость степени криоталдичнооти для шлакового отекла.

Таблица I

4 вео.% фтора. В этом отекле во всем температурном интервале криоталлизации выделяется лишь одна фаза - фторкоонотлит.Зна­ чения степени криоталлинноотиотекла ( л екоп.)» предваритель­ но отожженного при 600°С и ватем термообработанвого по различ­ ным режимам, предотазлевы в табл. I . (Степени кристалличности определяли методом рентгеновокого количественного анализа);

Для определения наиболее адекватной модели кинетики нрио-

206

таллизации макового стекла было рассмотрено несколько возмож­ ных механизмов кристаллизации, представляющих собой различные комбинации следующих исходных предпосылок:

1. Температурная зависимость скорости роста кристаллов описывается уравнением (3);

2. Скорость образования центров кристаллизации описыва­ ется уравнением (4),

3. С увеличением времени выдержки происходит частичное растворение кристаллов, кинетика которого описывается выраже­ нием г - а Т г* & Г

4,. Изменение температуры кристаллизации приводит к изме­ нению морфологии роста кристаллов, т.е.показатель степени при

Т в уравнении (I) является линейной функцией температуры

( - e r + n j

Иля различных сочетаний указанных предпосылок были состав­ лены несколько моделей процеоса кристаллизации стекла:

I . Выполняются все условия.

Ш. Не выполняются условия (2) и (4), т .е . число центров крис­ таллизации не зависит от температуры.

IV. Не выполняются условия (3) и (4).

п£п Т

( 8)

Параметры линейных уравнений (4-8) определяли методом на­ именьших квадратов. Результаты вычисления искомых параметров

представлены в табл, 2.

209

Значения степени кристалличности, расочитаниые о помощью полученных уравнений, представлены в табл. I . Как видно из таблицы, модель №3 (ур-е 6) характеризуется наименьшей суммой квадратов отклонений раочетных значений от экспериментальных, т .е . она наиболее адекватно описывает процесс кристаллизации иоследузмого стекла.

Проверка полученного уравнения по Р и ^-критериям под­ твердила адекватность модели и значимость всех коэффициентов. Адекватность уравнения (6) позволяет сделать следующие выво­ ды:

а) в исследуемом стекле в процессе термообработкиvне об­ разуется новых зародышей, а происходит роот лишь тех центров кристаллизации, которые образовались при отливке и отжиге;

б) морфология роста кристаллов не зависит от температу­

диффузии (Авл ) и расочитать количество зародишей, присутству­

Так как длина криоталлов линейно завиоит от времени, то

[определив по эдектрономикроокопичеоким снимкам размеры крио-

»

210

баллов, выращенных при 900°С в течение I чаоа, можно по ур-ю

(9) раоочитать значение UT, .

ОГ, - &/3 */г а с

Ы йТ°* C'R-i27J* М **°Умоль

Температурная зависимость окорости роста кристаллов пред­ ставлена на рис. I . Максимальное значение скорости роста крис­ таллов, равное 2,05уч/час, достигается при 980°С, Полученная кривая ассиыетричиа, левая, низкотемпературная

ветвь ее гораздо более пологая, чом правая. Интересно отметить совпадение формы кривой, полученной расчетным путем о экспе­ риментальной кривой зависимости скорости роста кристаллов от температуры термообработки, построенной в работе (4). Это сов­ падение является косвенным подтверждением правильности получен­ ной модели.

Рис. I . Температурная зависимость скорооти кристалли­ зации стекла.

Таким образом:

I . Построена математическая модель кристаллизации фтореодержацего шлакового отекла в оиотеме Ca0-^?203- S/ 0^ .

211

2. Показано, что центры кристаллизации образуются в стек­ ле уже в процессе отливки и отжига. При термообработке стек­ ла происходит рост образовавшихся зародышей.

3. Построена температурная зависимость скорости роста кристаллов, рассчитано количество центров кристаллизации и энергия активации скорости роста кристаллов.

Ли т е р а т у р а :

1.!/.ухин Е.Я., Н.Г.Гуткина, "Кристаллизация стекол и методы

Цель данной работы состоит в исследовани:: ьоамозши син­ теза шлакоситаллов на оскозе высокомагнезиальных доменных шла­ ков. В качестве одного из катализатороз кристаллизации нами опробован сульфид цинка, широко применяемый в настоящее вре-1 мя при производстве белого шлзкоситалла на основе Константиновского шлака (металлургический завод им. Фрунзе).

Необходимость данного исследования определяется различи­ ями в химическом составе доменных шлаков Юга страны, Севера, Урала и Сибири. Последние характеризуются более высоким содер­ жанием ЛЕ^Оз и К^О и пониженным количеством сульфидной серы

(табл. I ) .

Таблица I . Химический состав некоторых доменных шлаков

212