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

Кристаллизация стекол осуществлялась при 900-1300° (вы­ держки от I до 50 часов). Начало кристаллизаийи, определенное по методу массовой кристаллизации в градиентной печи и по дан­ ным ДТА, составляло 900°,

Исследование отекол без добавок, закристаллизованных при

мой состояния. Такие закономерности характерны и дл„ других соотаьов стекол.

Результат^ подобной кристаллизации стекол (в оиотеме аноргитволлаотоиит) впервые были нанесены на диаграмму Торопо­ вым и Тигоненым /4 /. Ими была отмечена достаточная устойчи­ вость выделяющихся при низких температурах кристаллических фаз, несмотря на их метастабильность.

Экспериментальные данные по метастабильной кристаллиза­

при наличии катализирующих добавок C^Oj могут быть пригодны для получения стеклокристаллических материалов. При этом пред­ полагается, что остаточное стекло, более богатое компонентом i'lijO j, уменьшая усадку пироксена, должно играть роль цементи­ рующей связки для мелких кристалликов диопсида. Действительно, нижеприведенные данные по катализированной кристаллизации оте­ кол полностью..подтверждают это предположение.

Кристаллизация стекол с добавкамипроводилась по двухстадийному режиму. Температура первичной термообработки, соответ­ ствующей эРсю дьш еоСразоваы иь, по результатам ДТА соответство­ вала 800°, а второй стадии - 1000°С. Двухстадийная кристалли­ зация стокол повысила прочностные свойства и термостойкость, что связывается с образованием мелкозернистой кристаллической структуры. Конечный продукт, наряд,у с кристаллической фазой диопсида, содержит и некоторое количество остаточного стекла. Что же касается окиси хрома, то она как нуклеахор кристаллиза­ ции выступает самостоятельно, т .е . не образует каких-либо про­ межуточных минеральных фаз. Это подтверждается тем, что на

Д70

рентгенограммах закристаллизованных образцов обнаружены только линии диопсида. По-видимому, действие C?20j сводится к тому, что она выделяется в стекле в процессе варки, охлаадения и первичной термообработки в виде мелкодисперсных частиц, кото­ рые служат центрами кристаллизации и при вторичной термообра­ ботке (в области термического экзозффекга) способствует объем­ ной кристаллизации стекла.

Физико-технические показатели одного не от зклокриотеллшчео-’ ких материалов, полученных на основе отекол рассматриваемой сиотемы, приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Таким образе *, двухступенчатая термообработка исходных отекол, содержащих окись хрома, при температурах, соответству­ ющих температурам зндо- и экзотермических аффектов на кривых ДТА, приводит к образованию центров кристаллизации и их росту и получении стеклокристадлнческого материала пирокоеиового сос­ таве о мелкозернистой структурой, обладающего удовлетворитель­ ными фивико-механическими свойствами .

Выделение в кристаллическую фазу пирокоеиов типа СаО.МуО.

.2 & 0 2 обогащает стекловидную фазу щелочно-заыельыьыи ионами (отронцием). Их количество в основном, определяет термичеокое расширение и электрическую проводимость пироксеиовых стеклонриотадличеоких материалов.

Ли т е р а т у р а

1.Торопов Н.А., Покатов А.А. Диаграмма состояния онотемы мата-

3. ящишвн И.Н. Стаклокраотаалачеаква иатеркаам на ооиове сырья

271

опоидовой криоталличеокой фазы а 10% отекла. С целью повыше­ ния диэлектрических характеристик стеклофазы ситалла и умень­ шения ее кристаллизационной способности в составы 1 - 6 (си. табл. Z.) вводилось соответствующее количество окиси бария. Соотавы шихт исоледованных ситаллов приведены в таблице 3. В качестве вуклеаторов кристаллизации изучены фтор и двуокись

титана. Варка стекол проводилась в корундовых тиглях в нейтральной среде при температуре В 25° * 5°С с выдержкой I чао. Кристалли­ зация стекол изучалаоь методами ДТА, электропроводности, рент­ геновским о высокотемпературной комарой, петрографическим и методом электронной микроскопии. Кристаллизации подвергались как монолитные пробы, так и пробы измельченного отекла.

Анализ кривых ДТА показывает высокую кристаллизационную способность исследуемой системы, причем уже здесь видно, что кристаллизация стекла на основе окислов протекает несколько труднее по оравнению с остальными стеклами. Отсутствие нуклеатора в стекле на основе тремолита практически в£ сказывается на площади эффекта, только увеличение расчетного количества диопсида в соотаве ситалла до 90 % приводит к ооот •. ствующему увеличению площади эффекта. Максимум кристаллизации стекол лежит в области температур 84-5°- 880°С. Данные по электропро­ водности подтверждают протекание кристаллизации в области температур 800°- 900°С и выявляют более сложный - двухступен­ чатый характер этого процесса для стекла на основе окислов. Рентгеновским и петрографическим анализами эдеоь наряду о дм- ° опсидом обнаруживается M ^iiO j и крист обэлит.

Рентгеновским анализом монолитных проб на основа тремо­ лита чаще всего фиксировалось появление диопсида; при кристал­ лизации порошка стекла диопсид фиксировался всегда, причем процесо его кристаллизации заканчивается полностью к 880° - 900°С. По данным петрографического и рентгеновского анализа количеотво выкристаллизовавшегося диопоида в образцах из из­ мельченного отекла соответствовало расчетному. Характер крис­ таллизации монолитных проб определялся природой нуклеатора. Объемная кристаллизация характерна только для составов, содерхащих фтор, в других случаях - криоталпизация поверхностная. Лучшей кристаллизационной способностью обладают составы, со­ держащие совместно фтористый кальций и двуокись титана. Объем­ ная кристаллизация стекол с TU32 протекает при температурах

273