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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 0

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

АН СССР", Неорганические материалы, г . Ill, й 5, 1967, 855.

3.К.А.Бондарь, Н.А.Торопов. Установление ликвации в дторсодержаних шлаковых и редкометальных силикатных системах. Сб. "Стеклообразное состояние", вып.1, Из.АН СССР, И., Л., 1962, 5.

4 . Н.л.Павлушкин, С.Т.Сулейыенсв, М.О.Шарафиев, Т.А.Абдувапиев, Т.Д.Нурбекоз. Кристаллизация тефрито-базальтовых сте­ кол, инициированных фтористым кальцием. "Вестник АН Каз.

ССР", 1962, Й 5 (265).

5.С.Т.Сулейиенов, Т.А.Абдувалиев, .V.. !П.Н!арасрызв, Т.Й.Нурбеков. Влияние фтористого натрия на структуру и свойстза стекол основного состава при термообработке. 3 сб."Химия и химичес­

кая технология", выпуск 6 , Алма-Ата, 1967, 237.

6 . С-.М.Скрицкая, В.З.Якубик. В сб."Стеклообразное состояние".

•Пзд."Наука", Н.-Л., 1965, 156.

ГОЛКУС Т.В., ПАВЛУШКИН Н.гл., МПИАКОВ в.А., САРКИСОВ П.Д., ОРЛОВА Я.А.

ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СТЕКОЛ СИСТЕМЫ Са0-А12 03-

-$;o2ha !■>: вязкостны? сзспства.

Одним из важных критериев пригодности стекол для произ­ водства шпзкоситаллсв методом непрерывного проката являются их деформационные свойства в области температур кристаллизации,

определяемые величиной "кажущейся" вязкости.

Ряд исследователей считает, что величина/'кажущейся" вяз­ кости з значительной степени определяется вязкостью матричной

Фазы, образующей непрерывный каркас. / 1 - 2 / .

В связи с этим представляет интерес исследовать изменение низкотемпературной еязкости стекол системы CaO-AI-jO?- Si 02 при различных соотношениях основных компонентов.

Для исследования выбраны составы в полях кристаллизации тридиаита, золластонита и анортита. Синтезированы три серии

стекол: А, В и С, содержание основных компонентов в которых

находилось в пределах,

указанных в таблице I.

 

 

 

 

 

 

Таблица

I .

Концентрационные

пределы

основных

компонентов

 

Наименование

Содержание

компонентов,вес.% ! сверх Tcnfc

серии

1 vi

02

А1?03

СаО

!

//a20

А

чу-'/Q

3-ы4

с7

 

5

40

Наименование ТСодержание компонентов,~вёс7^озерх~100^

серии

I £102

А12°3

Са0!

^ а2°

Б

49-53

7,0

~ 23-40

5

С

66,0

3-24

23-40

5

Окись натрия вводилась

в составы

стекол сверх 100# вес.

в количестве 5,0 вес.#.

 

 

 

Стекла варились в силитовой печи

в

корундизовых тиглях

емкостью 200 мл. Для введения окислов в

состав стекла исполь­

зовались кварцевый песок и

реактивы марки ч .д .а .

Вязкость стекол измерялась.по методу В.Т.Славянского, ви­ доизмененному В.Ю.Гойхманом и Ю.А'.Шитцем применительно к крис­ таллизации шлакоситалла. Определение проводилось в области тем­ ператур 700-930°С. Выбранный температурный интервал позволял

сравнивать деформационные свойства исследуемых составов

со

свойствами промышленного

шлакоситалла.

 

 

 

Графическая зависимость £ '/( т )

для^стэкла

серии А приве­

дена на рис. I . Характер

изменения вязкости от

температуры ос­

тальных стекол этой оерии и стекол серий В и С аналогичен..

 

Зависимость вязкости стекол серии А от величины отноше­

ния

SiOg/AIgOj при постоянных температурах предотавлена

на

рис.

2.

 

 

 

 

 

Значение вязкооти стекол этой оеоии в исследуемой облас­

ти температур изменяется

от 101гдо

пуаз.

 

 

 

Ход изотермы вязкооти показывает, что с увеличением

со­

держания AI^Oj взамен

S t02 наблюдается повышение вязкооти.

В пределах содержаний 5-8 вес.# ALjQj в составе стекла на изо­ термах вязкооти наблюдается аномальная область, проявляющаяся отчетливо в интервале температур 700-750°С.

Зависимость вязкости стекол оерии В от соотношения СаО/ St02 предотавлена на рис. 3. На изотермах вязкооти в облао- *и температур 700-750°С наблюдаетоя тенденция к понижению L п при увеличении СаО от 23 до 38 вес.#. При более высоких темпе­

ратурах изотермы имеют почти горизонтальное направление. Величина логарифма вязкости стекол этой серии в исследу­

емой облаоти температур изменяется от 12,5 до 7,0.

При содержании AI20j до 7 вес.# отмечается пологий подъ­ ем изотерм, характеризующийся незначительным нараотанием вяз­ кооти. В облаоти температур 750-800°С это проявляется наибо­ лее отчетливо.

?v i i ~a i i i ё i**rm <i/*it

Рио. г • ииотврим вявкооти стекол оории а. Тешвриэдра, “Ct

1-700} 2-750} 5-800} 4-850;

A i r * +

'f f i

~ S ;0 j %

*3 **M *a'?& A9iobrti't4 's b is iib ii)*4 o V <

Рио. 3» Изотермы вязкости стекол оерии 3 . Температура, °С 1-700; 2-750; 3-800; 4-850°. *

Рио. 4 . Изотермы вязкости

стекол

оерии С.

Температура, °С:

1-700;

2-750; 3-800°; 4-850°;

5-900°.

 

 

43

 

С повышением концентрации AI?0j более 8 вес.% ход изо-

терц

становится

круче,

что указывает на

значительное возраста­

ние

вязкости

стекол.

 

 

 

 

 

Анализируя вышеприведенный экспериментальный материал,

м ожно вы до пи ть

с ледуюцее .

 

 

 

 

Серия А.

Как известно,

вязкостя стекол определяем я

при­

родой дискретных анионов, существующих в

рэсплаво и заморожен­

ных при охлаждении, степенью их полимеризации и прочностью

связи между

элементами

их образующими.

 

 

 

"з

рис.2

(изотермы ?00-850°С) видно, что при первых

коли­

чествах

AI^Oj,

появляющихся в составе отекла взамен 3:02,

наб­

людается

резкое

повышение Ц

. Это может быть объяснено,

ве­

роятно тех,

что AIpOj

выступает в роли стекпообразовате ля,

при­

чем, число стекпообразувщих группировок

возрастает,

так

как

один

моль AI2 C3 вносит в

систему дзе

группировки /АЮ^/.

3 связи с этим структура стекла становится более попимериаован-

кой, что и

способствует повышению вязкости. В

интервале концент­

раций А1 2 С'5

о т б до Ю зес.$4 наблюдается некоторое уменьшение

вязкости, что соответствует составам,

лежащим в попе кристал­

лизации трилимита.

 

 

 

При переходе к составам, лежащим в поле

вопластонита,

вновь наблюдается повышение вязкости стекол. Указанное может

быть следствием, как и для составов

с

первыми

количествами

А1 2 °з > усиливающейся полимеризации

структуры

стекла за счет ато­

мов алюминия, находящихся в тетраэдрическом окружении.

Введение AI2 Oj в состав стекла путем замещения им S'iO^

как видно, повышает вязкость стекла, а с другой стороны, как

известно, ухудшает его кристаллизационные свойства /3 ,4 / . В

связи с этим технологическим требованием производства наиболее удовлетворяют составы, обладающие повышенными значениями вязко­ сти при температурах 85С-900°С и повышенной склонностью к нриоталлизации. Наиболее приемлемыми о этих позиций являются соста­ вы, содержащие 6- 8% AlgOj а имеющие при температуре 850°С, при

которой протекает процесс направленной кристаллизации реальных шлаковых стекол, логарифм вязкости, разный S.

Серия З .В исследуемой серии стекол, при постоянном содер­ жании AlgOj соотношение CaO: SiO>> изменяется от 0,3 до 0,6. Согласно разовой диаграмме, исследуемые стекла находятся в по­ лях кристаллизации тридимита, вопластонита и на пограничной линии гридимит-воппастонит.

Наблюдающаяся по маре увеличения количества СаО тенден­ ция к повышению 0 стекол при температурах 700-750°С связана

С деполимеризацией сетки стекло с образованием все большего числа областей со структурой метасияината / S IjOq/ ”6 .

Тот 4акт, что возрастание з составе стекла количества иоди;’и- катора взвмен 4Ю2 при температурах 800-850°С (рис.З) прак­ тически не оказывается на вязкостных свойствах, определяется проходящими на поверхности образца кристаллизационными процес­ сами, вносящими основной внпад в зависимость вязкости от соста­ ва стекла.

Серия

С.

На разовой диаграмме

исследуемые

составы лежат

е поле кристаллизации тридпыита.

Согласно

полученным экспери­

ментальным

данным ри с.

4 ,

изменение соотноаения

Са0/2А013 ска­

зы вается на

вязкостны х

свойствах

стеко л .

В

пределах

содержа­

ния А1203 ДО 7 -8

в е с .'/i

и

СаО .до 27-26

в е с .£

вязкостны е

свойства*

стеко л меняются

несколько

меньше,

чем

при

последующем

увеличе­

нии содерж ания указанны х

номпонентоз.

 

 

 

 

 

Дальнейшая замена СаО на А2103 приводит к значительной полиме­

ризации

с т е к л а ,

вследстви е

чего

наблю дается

повышение

зя зк о ст п

что

вед е т

к значительному

снижению кристаллизационной

способ­

ности

с те к о л .

Это

дает

основание

сч и тать , что

оптимальным со­

держанием

основных

компонентов

в

исследуемых

стекл ах ,

удовлет­

воряющим

вязкостным и

кристаллизационным

требованиям ,

является

7 -8 в е с ./S

А120 т ;

26-27

Bec.% СаО.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На основании рассмотренного экспериментального материала

можно

сделать

следующие зыводы:

 

 

 

 

 

 

состава

 

 

1 .

С

цепью определении оптимального матричного

стекл а

для

получения шпакоситаппов изучено влияние^ соотноше­

ния его основных компонентов в

системе

^;2С- А 120^_

СаО на

вязкостны е

свойства..И сследован ы

стекла

трех серий

с

различ­

ным

соотношением:

$ 0i2 :

AI303 ;£iQj:CACa0;

AI30j .

взамен S<02

 

 

2 .

П оказано,

что

изменение

содержания

2АС13

повышает

в я зк о ст ь

стек о л ,

аналогичная зависим ость

наблюдается

при

замене

А1203 за очет СаО. Изменение

СаО

взам ен

 

S2i0при

постоянном

содержании

1А203

не

оказы вает

зам етного

влияния на

низкотемпературную

в я зк о с т ь ,

 

 

 

 

выявлена область

 

 

3 .

В

результате

проведенных исспеловани..

оптимальных составов,одни м

из

критериев

пригодности

которых

для

произь

дотла

шпакоситаппов,

выбрана

низкотемпературная

в я зк о с т ь .

 

 

 

Л и т е р а т у р а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I . В.П.Клюев,

Г.П.Роокова,

В.И.Аверьянов.

Сб."Ликвационные

45

Смотрите также файлы