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: 202
Скачиваний: 0
тью не кристаллизовался.
Удельный вео иоодедуеыых ооотавов находитоя в пределах 2,83 - 3,12 г/см3. Х_иМическая_усхойчивость по отношению к во де* определенная порошковым методом по потерям в весе в %%прак тически не изменяема. Выполненная работа позволяет сделать вывод о целесообразности использования силикомарганцевых шла ков в качестве Подкисляющей добавки в производстве шлаковой Ваты. Хотя проведенная работа нооит поисковый характер, одна ко уже первые результаты свидетельствуют о перспективности принятого направления.
|
Л и т е р а т у р а : |
1, |
Я.И.Беляй, Э.М.Сардак, Е.Е.Черкасов, Сб. "Неорганические |
. |
стекловидные покрытия и материалы", Рига, 1969 г. |
2. |
Л.АДунива, В.И.Таскаев. Иавеотия АН БССР, серия химичео- |
|
ких наук, Минск* 1971 г . №2. |
3 . Л.В.Мащекко. "Исследование марганецоодержащих стекол и |
|
|
отеклокриоталлических материалов на основе оиликомаргавце- |
|
вого шлака". Диссертация, 1972 г. |
4 , Ф.Г.Арутюнян, А.А.Бадалян. "Труды НИГМИ". Вып. У1, 1967 г.
5‘. Н.М.Павлувкин, Ф.Г.Арутюнян, А.Д.Бадалян, В.А.Тарахнян, Материалы Всесоюзного совещания "Стеклообразные оротеыы и новые отвила на их основе", М, 1971 г.
В.М.ПРАСОЛОВ, Ю«К.КАЛИНИН
ХАРАКТЕР ЭЛШРСЯРОВС.ЦОСТИ СТЕКОЛ И СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧВСШ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ОСНОВНЫХ ПОРОД.
Исследование электропроводности отекол и стеклокриоталличеоких материалов представляет интерео как метод, позволяю щий получить информацию для интерпретации структуры материа лов. При атом в первую очередь необходимо выяонить характер проводимости. В качестве объекта иооледования были выбраны материалы различные по химическому составу, фигуративные точ-__ "TTiTW toJSSx Лежат либо в “MaJнетиповом* либбI f пи]Шсенбвон по-
ле первичной ириоталлизации сложной оиотемы Mi - Ру- Р?“ Si Og. Принадлежность состава н одному из полей первичной криота..лиеации уотаиавливадаоь по магнитной вооприимчивооти л няо-
лотоотойнооти еаиаленных отекол / I / (о м .таблицу !)•
334
-и —г г о г
образ-{Пврвич.
ц& «Pn°-
ц'аллиз.! Si02
Таблица I
Химический ооотав (вес.%)
jTiOg (A^OjjFegOjjleO |СаО Jl^O jWa20jK20
|
1 |
H |
|
47,86 |
1,18 |
5,99 |
12.50 |
3,1 |
11,53 |
13,19 |
0,70 |
008 |
|
|
2 |
M |
|
51,50 |
1,36 14,21 12.50 3,74 |
8,31 |
4,64 |
2,6 7 I £ 3 |
|||||
|
3 |
P |
|
50,00 |
0,57 |
0,94 |
9,27 |
2,60 |
18,20 |
16,53 |
0,35 |
- |
|
|
4 |
P |
|
50,80 |
1,49 13,53 |
8,87 |
2,25 |
9,87 |
7,55 |
2,33 |
0,80 |
||
|
5 |
P |
|
51,50 |
1,17 10,00 |
1.49 |
6,85 |
21,20 |
5,35 |
1,61 |
0,66 |
||
|
6 |
P |
|
53,50 |
1,17 10,00 |
1.49 |
6,85 |
7,50 |
16,70 |
1,61 |
0,66 |
||
|
Материал 2 ок получен кристаллизацией "снизу" |
отекла 2 , a |
|||||||||||
материал 4 ск получен кристаллизацией "снизу" стекла 4, |
|
||||||||||||
|
Измерения электропроводности велись по методу, описанно |
||||||||||||
му |
в работе |
/ |
2 / , о серебрянными напыленными электродами. |
Ди |
|||||||||
апазон исследованных температур ISO0—350°С'. |
|
|
|
|
|||||||||
|
Удельная |
электропроводность материалов вырахалаоь |
в |
|
|||||||||
а |
энергия активации |
носителей - |
и |
рассчитывалась |
|
ом*м |
|||||||
u e |
по формуле! |
||||||||||||
|
|
|
|
6-60r & |
Cuj-tf |
|
|
|
|
|
|
||
Результаты |
измерений электропроводности приведены в |
таблице 2, |
|||||||||||
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
Таблица 2. |
|
|||
|
N |
|
I |
<?пб. |
|
|
|
LUoO |
Т |
ч |
Р |
|
|
|
2 |
ок |
|
8,8 |
-9,3 |
|
0,75 |
|
16,24 |
|
|||
|
4 |
ок |
|
8,2 |
-10,1 |
|
0,75 |
|
11,12 |
|
|||
|
I |
|
|
7.1 |
-12,3 |
|
0,79 |
|
15,60 |
|
|||
|
2 |
|
|
6,4 |
-12,3 |
|
0,76 |
|
16,24 |
|
|||
|
3 |
|
|
5,8 |
-12,5 |
|
0,83 |
|
11,87 |
|
|||
|
4 |
|
|
5,8 |
-15,3 |
|
0,86 |
|
И , 12 |
|
|||
|
5» |
6 |
|
3,8 |
-18,7 |
|
0,94 |
|
8,34 |
|
|||
Характер проводимости стекол и стеклокристаллических ма териалов из основных пород оставался не выяснен! ш.
Й8 |
общих соображений на основе результатов, полученных |
|
другими |
исследователями / 2-5 / можно ожидать, что переноочи- |
|
ками заряда в данном олучае могут |
быть r/ a +, К+, Ga++, Ыа++ |
|
иди е, |
|
° |
Эксперимент показывает, что в |
налом олучае ионы С а ^ и |
|
235
Kg++ tie переносят заряда, т ,к . при добавлении к ооставу 4 как СаО, так и Уд О, сопротивление материала увеличивается.
Предположение об ионном характере электропроводности изу ченных стекол и стеклокристаллических материалов должно быть отвергнуто, так как нет корреляции между.наличием щелочных окислов в материалах и величиной электропроводности. Так, ма териалы 1,2 имеют практически равную величину электропроводнос ти для температур 150-350°С, а концентрации ионсв щелочных ме таллов в них значительно отличается. К тому же стекла 1 , 3 , концентрация щелочных окислов в кот рых меньше, имеют большую величину электропроводности, чем стекла 4,5,6. При этом и ве личина энергии активации носителей для стекол 1,3 меньше, чем для стекол 4,5,6, чего при ионной проводимости быть не может.
Наряду с этими факторами мы видим, что величина электро проводности находится в симбатной зависимости от концентрации окислов железа. Такая ситуация, возможна, если характер прово
димости электронный. Этот |
вывод для стекол |
3,4,5,6 соответству |
ет результатам роботы / 6 |
/ . Для стекол 1,2 |
, имеющих в закален |
ном состоянии высокую магнитную восприимчивость, и для стеклокристаллических материалов 2 ок и'4 ск выводи работы / 6 / не применимы ввиду того, что эти материалы имеют сложную структу
ру. |
" |
|
Для определения характера проводимости етеклокристалличео- |
ких материалов 2 ск и 4 ок рассмотрим следующий эксперименталь ный факт: при кристаллизации стекол 2 и 4 отмечается повышение магнитной восприимчивости ( эе) материала - это говорит о том, что окисли железа структурно перестраиваются.. Наряду с этим наблюдается изменение электропроводности материалов (см. таб
лицу 3). |
|
|
. |
|
|
|
Таблица 3. |
ы |
! |
аМСР ед. сее-'п j |
€ п б 200°С |
г |
|
IOOOO |
-12,3 |
2 ок |
|
13000 |
-9,3 |
4 |
|
13 |
-15,3 |
4 СК |
|
пооо |
-10,3 |
To-есть явно существует зависимость электропроводности от струк турного состояния железа. Этот факт говорит о том, что прово димость в наших материалах имеет электронный характер.
2 3 6
Таким образом, из вышеизложенного следует, что вне зави симости от принадлежности к магнетятовому или пироксеновому полю первичной кристаллизации в системе M"t -Ру - ? £ - St Og переносчиками Электрического заряда в рассмотренных стеклах и стеклокристаллических материалах являются электроны.
Электропроводность рассмотренных материалов, во-первых, находится в симбатной зависимости от концентрации окислов же леза, а, во-вторых, зависит от структурного состояния матери- &Л8,
|
Л и т е р а т у р а ; |
1. Г.П.Озерова, Г.А.Лебедеза, Ю.К.Калинин. "Кислотостойкость |
|
и структура |
стекол основного состава" (см.этот же сборник). |
2 . 0 .В.Мазурин |
"Электрические свойства стекла". Ленинград,1962. |
3* Р,Л.Мюллер "Электропроводность стеклообразных веществ".
.;зд-во ЛГУ, 1968.
4. Л.А.Гречаник, Е.А.Файберг, И.Н.Зерцалов*. ФТТ, 4, №2 (454) 1962.
5. 0 .В.Мазурин, Г.А.Павлова, Е.Я.Лев, Е.К.Леко. ЕТФ, 27, й 12, 2-702 (1957).
6. Й.Н.Зерцалова, Е.А.Файнберг, Л.А.Гречаник. "Электрические свойства и строение отекла". 1964. М.-Л»
И.И.СОРОКИНА, С.Т.СУЛЕ/МЕНОВ, Т.А.АБДУЬАЛИЕВ, Т.Й.НОБИК
О РОЛЛ ОКИСИ ХРОМА ПРИ.КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СТЕКОЛ СИСТЕМЕ АНОРТИТ-ДИОПСИД.
При кристаллизации стекол пироксенового состава, получен ных на основе горных пород и шлаков,окись хрома является эф фективным катализатором /1 -6 /.
Хром способен существовать в стекле в виде межузельного катиона о сильным полем и проявляться в нескольких валентных Формах в аависимооти от соотаьа, условий плавления и среды при варке /3 ,4 /.
|
Существует |
мнение |
о микроликзационном о: .рактере действия |
Сг2°з |
и последующем обравованиа хромоодержащей фазы /2 ^ /.О д |
||
нако, |
некоторые |
авторы |
/7 ,8 / полагают, что каталитическая спо |
собность хрома связана со сменой валентности и образованием упорядоченных облаотей.
Влияние окиси хрома на кристаллизацию в оиотеме анортитдиопсид изучалось на стеклах стехиометрических составов аиор-
237
' тита и диопсида, а также на стеклах различных соотношений этйхминералон.
Все отекла окрашивались хромом в зеленый цвет. Необходи мо отметить избирательное глушение окисью хрома стекол поля анортита. Это связано с наличием большого количества окиси алю миния в составах этих.стекол, который содействует глушению.
Ранее проведенными исследованиями нами /9 / установлено, что окись алюминия в стеклах поля анортита находитоя в шеотерной координации, в поле диопсида в четверной, а в эвтекти ке в обоих координациях.
По-видимому, избирательное глушение стекол связано и с координацией алюминия.
При кристаллизации стекол в зависимости от состава изме
нялась окраска закристаллизованных образцов от |
голубого |
у чис |
||
того диопсида до зеленого в |
точке эвтектики и |
|
далее от |
зелено |
го до розовато-фиолетового |
у анортита. |
|
|
|
Известно, что окрчска |
минералов связана |
с |
валентноотью |
|
и координацией ионов переходной валентности. Изменение окраоки вызывает изменение параметров кристаллической решетки.
Природные кристаллы хромдиопсида имеют зе'леную окраску, а хром в них трехвалентен. Я.синтезированных хромдиопсидах /1 0 / хром присутствует в двух- и трехвалентной форме, а окрас ка синезеленная. Вероятно в нашем олучае две валентные формы
хрома содержатся в составах поля диопоида, а начиная от эвтек тики во всех ооотавах поля анортита присутствует только двух валентный хром.
Сравнивая термограммы исходных стекол и с добавкой окиои хрома можно отметить, что температура экэовффектов снижаема для воех составов. Характерно наличие двух экэоэфйектов у сте кол поля диопоида и эвтектики. Снятые на высокотемпературной рентгеновокой установке рентгенограммы образцов, закриоталлиэованных при температуре первого экзоэффекта имели дифракци онные максимумы 3,02 а , 2,97 Я, 2,54 К, 1.6x7 j}.
Рентгенограмма образцов, закристаллизованных при темпера туре второго екзоеффекта, имеет максимумы характерные для син тетического диопсида 2,99 $, 2,50 X» 1,622 S . Это свидетель ствует о том, что в данной оиотеме выделяются пирокоены двух генераций.
Вначале выделяется хромдиопоид, о чем свидетельствует изменение параметров кристаллической решетки диопоида.
236
