Феннер
Cтраница 3
Принимая классические данные о фазовых переходах кварца, тридимита и кристобалита, поскольку приведенные возражения к ним еще нуждаются в дальнейших исследованиях, и учитывая данные Мосесмэна [352], Кейтза и Туттла [309], Каменцева [150], Сосмэна [354] и др., можно построить термодинамически обоснованную диаграмму состояния кремнезема взамен устаревшей диаграммы Феннера. [32]
Феннер предположил, что для горизонтальной выработки ( штольня, штрек) зона текучести может рассматриваться приближенно в форме эллипса, большая ось которого ориентируется по вертикали. Феннер предполагает, что выработку следует помещать в нижнем фокусе эллипса. Далее он считает, что эта зона в зависимости от величины напряжения в крепи может быть и замкнутой и незамкнутой. [33]
Гука оставались справедливыми за пределами текучести, что в действительности мо-можно допустить лишь приближенно. Феннер высказывает предположение о возможности такого допущения, ничем его не доказывая, и строит на нем математическую интерпретацию. Феннера, считает эти положения математически и физически доказанными. Шахтные и лабораторные исследования показывают, что вопрос о состоянии горных пород вокруг выработки нельзя рассматривать без учета свойств пород, глубины их залегания и времени существования выработки. [34]
Определение главных напряжений для принятой среды в зоне текучести выполнено с помощью кругов Мора. Феннер подчеркивал, что сделанное допущение ( порода не обладает силами сцепления) в редких случаях совпадает со свойствами реальных пород. [35]
Температура переходов кварца в тридимит зависит от природы минерализатора. Феннер полагал, что минерализаторы лишь ускоряют процесс превращения и совершенно не должны влиять на температуру превращения. [36]
Феннером было установлено, что образцы с полукруглой кольцевой выточкой имеют предел выносливости примерно ПО МПа. [37]
Указывают [393], что степень тридимитизации кварца определяется температурой первичного образования минерализатором расплава и, следовательно, подвижностью его при максимальной температуре нагрева. Еще Феннер [162] предполагал, что в жидкости, образованной добавляемым им для превращения кварца вольфраматом натрия, имеются группировки, близкие по строению к кварцу, тридимиту и кристобалиту. В дальнейшем [167, 168, 176] была установлена непосредственная взаимосвязь между строением равновесных расплавов и их тридимитизирую-щей способностью. Силикатным расплавам присуща электролитическая природа, причем строение их монов не очень отличается от строения элементов твердых фаз. По аналогии со стеклами полагают, что в силикатном расплаве имеются более упругие связи О - Si - О внутри кремнекислородных тетраэдров и менее упругие - между катионами и ионами кислорода, не занимающими мест в общих вершинах этих тетраэдров. [38]
 |
Схематическая фазовая диаграмма для чистого кремнезема ( по Флерке. [39] |
На практике превращения кремнезема обычно происходят в присутствии примесей, в частности щелочных ионов. Отсюда понятно, что диаграмма Феннера, построенная в присутствии щелочных ионов, дает правильные прогнозы, касающиеся поведения кремнезема в различных практических условиях. [40]
Разница между 3 - и У ТРИДИМИТОМ ( Феннер различает pV и 32-тридимиты), по-видимому, весьма незначительна. Ван Ньивенбург нашел температуры превращения для а Р - при 14ГС, для PT Y - около ilOO C. [41]
Кварцевое стекло получается путем плавки особо чистого сырья ( типа горного хрусталя; прозрачных гранул SiO2, получаемых из структурной разновидности жильного кварца, называемой гранулированным жильным кварцем) при температуре 1800 С. При очень быстром нагреве а-кварц переходит в расплав, согласно диаграмме Феннера, при 1610 С. [42]
Несмотря на все возможные погрешности в оценке величины упругости пара кремнезема при указанных температурах, очевидно, что упругости паров различных модификаций кремнезема так мало отличаются, что не могут иметь никакого влияния ни на устойчивость модификаций, ни на кинетику их превращений. Поэтому обычно приводимая диаграмма состояния кремнезема в координатах Р - Т в трактовке Феннера со схематическим указанием различий упругости паров модификаций кремнезема должна быть оставлена, как не имеющая никакого реального смысла. Вместо нее необходимо пользоваться другими диаграммами, приводимыми ниже. [43]
В основе современных физико-химических знаний о системе кремнезема лежит исследопание Фенне - ра1, изучившего условия устойчивости полиморфных модификаций кремнезема. Результаты, полученные Фен-нером, были пересмотрены ван Ньивенбургом, Зилстра и де Нойером2, которые подтвердили установленные Феннером границы устойчивости кварца, тридимита и кристобалита. Кремнезем встречается в природе в виде различных модификаций: в, виде р - и - кварца, у -, - и а-тридимита, 0 - и а-кристобалита и кварцевого стекла. Природу халцедона мы рассмотрим отдельно ( § 37 и 38 настоящей главы В. Благодаря измерениям термохимических характеристик, энтальпии и разности свободных энергий модификаций SiC2, произведенных Мозесманом и Питцером3, в эти определения внесены некоторые поправки, о чем будет сказано ниже. [44]
Превращение кристобалита вызывает особый интерес вследствие его зависимости от предшествующей термической обработки образца. Мозесман и Питцер определили пределы температуры его превращения от 225 до 262 С. Феннер объясняет это явление, используя теорию аллотропии, выдвинутую Смитсом, согласно которой в кристаллической фазе сосуществуют молекулы разного рода. В анизотропном состоянии11 предполагается псевдобинарное равновесие с неограниченной смесимостью этих молекул. Кристобалит, нагретый при il ( iOO C, соответствует другой молекулярной смеси, чем кристоба-лит, выдержанный только при 1000 С. Следовательно, продукты превращения его должны отличаться не только молекулярным составом, но и термодинамическими свойствами, в частности точками превращения. В структурной теории полиморфных превращений, развитой Бюргером12, не учтены затруднения, предусмотренные Смитсом в выдвинутой им теории молекулярной аллотропии. [45]
Страницы: 1 2 3 4