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

2 . Присутствие сульфидов открывает возможность получения ситаллоз на основе составов, находящихся только в области тридимита и волдастонита. Составы области анортита и годенита име­ ют грубодисперсный характер кристаллизации.

Причиной снижения температуры начала криоталлизации сте­ кол независимо от их химического состава могут быть два основ­

сера способствует ослаблению кремнекислородного каркаса, что снижает энерл-.ю активации переключении связей и обуславливает возможность диффузионных процессов в области пониженных темпе­ ратур. Во-вторых, при низких температурах возможно Еыделение сульфидов, которые могут катализировать рост эсиовиой силикат­ ной фазы.

Миогие исследователи указывали на возможность первичного выделения сульфидов марганца, железа, цинка, но надежного экс­ периментального подтверждения этот факт не имел.

Проведенное наци комплексное исследование, включающее рент­ генофазовый ан-лиз на дифрактометре типа "Дрон", петрографи­ ческий анализ образцов стекол, длительное время выдержанных вблизи Тд , показало, что действительно при низкотемператур­ ной термообработке шлаковых стекол в качеотве первичной фазы выделяются сульфиды железа и марганца.

Таким образом, из приведенного следует, что роль оульфидов в качестзе катализатора кристаллизации заключается в пер­

218

марганца. Однако,выделение сульфид л' в качестве первичной фа­ ны не является достаточным условием для получений ситалла. Не­ обходима, как уже подчеркивал Минаков в своих работах /2 ,4 /, определенная структурная подготовка матрицы стекла.

Анализ полученных результатов по кристаллизации шлаковых стекол показывает, что к объемной кристаллизации склонны толь­ ко те составы, которые лежат в. куполе метастабильной ликвации или вблизи нее. Граница области метастабильной ликвации при S50°C на фазовой диаграмме построена по данным Варшала и .др.

/5 / .

Отсутствие одного из факторов (сульфидной серы или мета­ стабильной ликвации матричного состава стекла) не дает возмож­ ности получить ситалд, в приводит лить к грубодисперсной крис­ таллизации.

Таким образом,'при низкотемпературной термообработке сте­ кол, находящихся в обдаоти волластоаита и тридимита, происхо­ дит ликвация и выделение сульфидов. Два этих процесса допол­ няют друг друга и являютоя причиной объемной тонкодисперсной кристаллизации.

Можно предположить, что ведущая роль на ранней стадии-крис­ таллизации принадлежит сульфидной beps. Об этом можно судить

по следующему факту. Согласно данным /5 /, ыетастабильная ликва­ ция для соотавов области воллаотонита и тридимита, проявляюща­ яся в их опалесценции, начинается при довольно высоких темпе­ ратурах (950°С и выше), в силу их высокой вязкости. Введение в эти составы сульфидной серы сдвигает ликзационные и кристал­

лизационные процессы в область более низких температур. Как уже указывалось, это происходит в силу снижения вязкости системы и так же в силу первичного образования сульфидов, облегчающих как процесс образования новой стеклофазы, так и в дальнейшем Процеос кристаллизации.

Таким образом,.снижение вязкости и первичное выделение суль­ фидов катализирует процесс микроликвации, присущей матричному составу. В свою о-, „редь микроликвация совместно о выделившими­ ся сульфидами инициирует процесс эародашеобразования основной силикатной фазы» Образование в объеме отекла огромного количес­ тва кр-. t тлических зародышей приводит н созданию при последую­ щей термообработке равномерно и объемно закристаллизованного Материала о тонкодиопероной структурой.

Роль ликвации, помимо создания поверхности раздела фаз "стекло-отекло", оводитоя Также к химической дифференциации

219

по типу SiO^-CaO. 3i О2 , благодаря чему состав фаз обогащенных СаО, приближается к составу будущих кристаллов (в частности псевдоволластонита).

Ли т е р а т у р а :

1. Ю.Я.Колесов. Автореферат кандидатской диссертации, М., 1963 г.

2 . Б.А.Мкнакоз. Автореферат кандидатской диссертации М.,1967г.

3 . Т.Е.Голиус. Автореферат кандидатской диссертации, М.,1972г.

В.А.Миваков "Возбуждение ситзллизации в шлаковых стеклах системы "CaO-AEgO^-Si* 0^,". Шлакоситаллы, Стройиздат, М., 1970 г ., 9-17.

5 . Б.Г.Вариал, Н.М.Байсфельд, Т.Е.Кешиаян, Н.Н.Малаховекая. "Ликвация 6 „астемо Ca0-A820j - Si О^", Язв. АН СССР серия

"Ноорг. матер." £ , 3, 978, 1972.

и. н.яеишин.

НЕКОТОРЫЕ ХОБЕНКОСТД КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПИРОКСЕНОВ НА ОСНОВЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СТЕКОЛ

Один из типоз структур силикатов, возникающий путем оочленения кремнекислородных тетраэдров и образующий сложные беско­ нечные цепочки, соответствующие радикалу характерен для пироксенов.

Такой тип структуры обеспечивает кристаллическим силикатам высокие физико-химические и прочностные овойства / I / .

Поэтому часто при оинтезе стеклокристалличэских материалов, особенно на основе горных пород и отходов промышленности, выбор и разработка химических составов проводятся в области пирокое-

нов /2 ,3 /.

В настоящей работе приводятоя результаты изучения влияния химического состава и режимов термической обработки походных стекол на кинетику криоталли .ации пироксенов.

Для исследования были взяты два ооотава стекол синтезиро­ ванных на основе горных пород и отходов промышленности А / .

Стекла многокомпонентные малощелочные, оложного виртуаль­

но: ) ооотава, таблицы I , 2 /5 /.

Ректгеноотруктурный анализ продуктов кристаллизации, полу­ ченных в результате термической обработки стекол "снизу" при температурах 750-Ю00°С, показал, что сложные химические и вир-

220

туальные составы исходных стекол при кристаллизации все же да­ ют мономинерадъаый продукт.

Минеральная фаза закристаллизованных материалов представ­ лена пироксеном сложного состава. Обнаруженное некоторое сме­ щение линий в сравнении с чистым диопсидом /6 / повидимому'выз-

ционных максимумов пироксена при кристаллизации стекол, подверг­ нутых предварительной термообработке при температурах 650-710°С, Это дает основание предполагать, что предварительная термооб­ работка таких стекол при температурах ниже температуры их крис­ таллизации, приводит к некоторому упорядочению решетки стекла, мотив которой ближе к структуре той кристаллической фазы, ко­ торая при кристаллизации стекла является основной.

Таким образом, сильно выраженная способность к изоморфно­ му замещению кристаллической решетки пироксенов играет сущест­ венную роль при получении стеклокристалличоских материалов на основе многокомпонентных стекол.

Интенсивность образования кристаллической фазы /пирокоенов/ может быть повышена путем предварительной термической об­ работки исходных стекол при температурах ниже температуры нача­ ла образования (Кристаллической фаза.

Л и т е р а т у р а : v

5. А.Н.Заварицкий. Перерасчет хим.анализов изверженных горных пород. Гоогеотехиздат, К ., I960.

И.П.СИРОКО, П.Ф.РУМЯНЦЕВ

ИЗУЧЕНИЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СТЕКОЛ В СИСТЕМЕ ГЕЛЕНИТВОЛЛАСТОНИТ.

Составы исследуемых стекол даны в таблице I и соответству­ ют эвтектике (Ш), лежат в поле первичной кристаллизации гелени-

та (1,П) или волластонита (1У, У).

222