Превращение - а-кварц
Cтраница 1
Превращение а-кварца в а-тридимит и а-тридимита в а-кристобалит совершается медленно и для полного завершения требует длительного времени. Поэтому при быстром нагревании а-кварца выше 870 С последний не успевает перейти в а-тридимит и а-кристобалит и может существовать некоторое время в модификации р-кварца в неустойчивом или метастабильном состоянии вплоть до 1600 С. Выше этой температуры а-кварц превращается в расплав. Подобным образом и а-тридимит при быстром нагревании выше 1470 С ( температура превращения в а-кристобалит) может существовать в неустойчивом состоянии вплоть до 1670 С, а затем превращаться в расплав. [1]
Превращение а-кварца в а тридимит при 870 С было установлено Феннером методом статического нагревания с добавкой флюсов, например вольфрамата натрия. Однако при исследовании расширения кварца в направлении, перпендикулярном оси с, была обнаружена согласно Розенхольцу и Смиту63, отчетливая прерывность этой же инверсии при температуре 872 1 С. Позднее более тщательные определения с добавкой карбоната лития как минерализатора произвел Крачек64; он определил температуру 867 3 С как наиболее надежную величину. Тепловой эффект превращения по Мозесману и Литцеру65 равен ДЯ § 4ilO 50; ДЯ 298446; A. [2]
Процесс Превращения а-кварца в а-тридимит, протекающий чрезвычайно медленно, так же как и другие превращения, можно ускорить введением плавней-минерализаторов. [3]
Определить тепловой эффект при превращении а-кварца в а-тридимит. [4]
Основной причиной, вызывающей расширение на рассматриваемом температурном участке, является начало превращения а-кварца в модификации кремнезема низкого удельного веса. Линейное расширение сырца в этом температурном интервале составляет примерно 0 1 - 0 4 %, для этого необходимо, чтобы превратилось лишь 2 - 8 % кварца. [5]
Величина второго температурного участка кривых зависит от того, при какой температуре закончилось интенсивное расширение, вызванное 6 - - а-превращением кварца, и от того, при каких температурах начинается расширение, вызываемое превращением а-кварца в модификации SiO2 низкого удельного веса или другими причинами. В большинстве случаев сырец незначительно, но всеже уменьшается Б размерах. [6]
Превращение а-модификаций в р-модификацию протекает сравнительно быстро. В противоположность этому превращение а-кварца в а-кристобалит протекает с трудом, а а-кварца в тридимит - - только через а-кристобалит при наличии минерализаторов. [7]
Превращение - модификаций в - модификацию протекает сравнительно быстро. В противоположность этому превращение а-кварца в а-кристобалит протекает с трудом; а-кварца в а-тридимит - только через а-кристобалит при наличии минерализаторов. Важнейшим для керамической технологии следствием превращений кремнезема, которое надо учитывать при изготовлении и службе определенных видов керамики и огнеупоров, являются связанные с ними изменения плотности или объемного эффекта, достигающие значительных величин. [8]
Следовательно, при быстром нагревании или охлаждении изделий, содержащих много кварца, вследствие значительного расширения или сжатия могут образоваться трещины. Во избежание этого нагревание и охлаждение таких изделий проводят осторожно по определенному температурному режиму и при соответствующей выдержке во времени. Кроме того, стремятся к образованию в составе изделия определенного количества ( 5 - 7 % от веса изделия) стекловидной жидкой фазы, которая смягчает эффект расширения или сжатия кристаллов кварца. Превращения а-кварца в - триди-мит и в а-кристобалит сопровождаются глубоким изменением кристаллической решетки и протекают весьма медленно, поэтому минерализаторы получили широкое применение. [9]
Так, при переходе а-кварца в а-тридимит плотность кремнезема изменяется от 2 533 до 2 228 г.смг. Следовательно, при быстром нагревании или охлаждении изделий, содержащих много кварца, вследствие значительного расширения или сжатия могут образоваться трещины. Во избежание этого нагревание и охлаждение таких изделий проводят осторожно по определенному температурному режиму и при соответствующей выдержке во времени. Кроме того, стремятся к образованию в составе изделия определенного количества ( 5 - 7 % от веса изделия) стекловидной жидкой фазы, которая смягчает эффект расширения или сжатия кристаллов кварца. Превращения а-кварца в [ 3-тридимит и в а-кристобалит сопровождаются глубоким изменением кристаллической решетки и протекают весьма медленно, поэтому минерализаторы получили широкое применение. [10]
Полиморфизм кремнезема весьма сложен. В температурных областях стабильности одних кристаллических форм могут существовать в нестабильном состоянии другие формы. Причем, чем больше сходства в строении кристаллических решеток двух полиморфных разновидностей, тем быстрее может протекать их взаимное превращение. Превращения а-модификаций в р протекают сравнительно быстро, превращения а-кварца i а-тридимит j а-кристобалит протекают с трудом. Как правило, вследствие изменения объема при превращении а - Р и происходит растрескивание окиснои пленки. [11]
 |
Адсорбция золя золота из ксилола силикагелей, прокаленным при разных температурах ( поданным Б. Неймана. [12] |
Как видно из рис. 37, прокаливание силикагелей до определенной температуры не отражается заметно на изменении кажущегося удельного веса. При дальнейшем повышении температуры последний увеличивается, на кривых вырисовывается максимум, положение которого зависит от первоначальной структуры образца. Наиболее термостойки крупнопористые силикагели Е и Ж, их можно нагревать до 900 С, при этом их структура практически не изменяется. Такая симметричность кривых указывает на хорошее совпадение результатов, полученных двумя различными методами. По-видимому, при повышении температуры нагрева силикагеля, благодаря начавшейся кристаллизации, а возможно, и частичной перекристаллизации ( превращении а-кварца вр-кварц), начинают разрушаться стенки пор малых радиусов и образуются более крупные поры; удельная поверхность силикагелей при этом уменьшается. Падение кажущегося удельного веса при прокаливании выше 950 С, вероятно, связано с перемещением частиц в результате рекристаллизации. Последнее приводит к закрытию части пор. [13]
Изменение физико-химических свойств в период превращения, согласно Хедваллю, Флобергу и П ольсо-ну 104, особенно сказывается на скорости реакции. Растворение и взаимодействие серы с кислородом, гидроокисью натрия или карбонатом значительно усиливается в период ее превращения из орторомбичеекой модификации в моноклинную. При температурах превращения значительно увеличивается также каталитическая активность, как это было показано Хедваллем108 на примере газовых реакций во время ферромагнитного превращения металлического никеля, что ( позволило ему говорить о химико-магнитной точке Кюри. Особенно важные превращения в твердом состоянии происходят в системе кремнезем - окись железа в атмосфере кислорода: очень слабое взаимодействие в смеси этих окислов внезапно усиливается в период превращения р-кварца в - кварц при температуре 573 С. Однако этот первый эффект быстро исчезает после окончания превращения и реакция между обоими окислами вновь становится заметной при 900 С вследствие начавшегося превращения а-кварца в сс-кристобалит и возросшего обмена местами. [14]
Вялость фазовых превращений, характерная для системы кремнезема, делает возможным метастабильное состояние модификаций при температурах, находящихся вне области их устойчивости, вследствие чего перегрев и переохлаждение различных модификаций являются обычными для кремнезема. Так, кварцевое стекло при длительном нагревании выше 1200 превращается в а-кристобалит а не в а-тридимит, устойчивый при этой температуре; а-кристобалит, будучи метастабильным при температуре ниже 1470, переходит при 180 - 270 в - кристобалит, минуя фазу тридимита. То же относится и к плавлению отдельных кристаллических модификаций. Хотя действительной равновесной температурой плавления кремнезема является температура плавления а-кристоба-лита, равная 1713, но практически при плавке кварцевого стекла наблюдается перегревание а-кварца выше равновесной температуры с переходом в расплав при 1600, что изображается на диаграмме пересечением пунктирных продолжений кривых упру-гостей паров а-кварца и расплава. Кроме того, а-кварц, вследствие большей близости соответствующих кристаллических структур, при 1200 - 1350 превращается в а-кристобалит, минуя фазу тридимита, и превращение а-кварца в а-тридимит при плавке кварцевого стекла практически не имеет места. [15]
Страницы: 1 2