Силикаты. Часть 21
Кордиерит образуется с малой скоростью при температурах не ниже 1200—1250° С. На рис. 172 приведены кривые образования кордиерита из разных указанных смесей.
В смесях из глинозема и форстерита (60% Al2O3 и 40% Mg2Si04) наблюдается энергичная реакция уже при 1000—1100° С, при этом в качестве продукта реакции образовалась шпинель и в начальных стадиях —метасиликат магния (энстатит). С повышением температуры обжига количество MgSi03 уменьшается и при 1400° С это соединение исчезает вовсе.
Вместо кристаллического кордиерита образуется стекло, в котором изредка присутствует муллит в виде мельчайших иголочек. Это стекло близко по составу к кордиерито-вому с коэффициентом термического линейного расширения 0,7-10~5 и показателем светопреломления 1,550.
В системе MgO — Al2O3 — SiO2, особенно в области кристаллизации кордиерита, с помощью катализатора TiO2 из расплава получены высокопрочные (с стизг, в 2—5 раз большей, чем сгизг спеченной керамики этого же состава) и твердые стеклокристаллические материалы с низким тепловым расширением. Одним из важнейших применений кордиеритовых стеклокристаллических материалов является производство обтекателей радиолокационных антенн. При этом обтекатели служат не только как защитная оболочка, но и как точная линза для высокочастотных радиоволн, с помощью которых осуществляется радиоуправление [858—860].
Торопов и Сиражиддинов [734] определили области стеклооб-разования и начало температуры кристаллизации стекол системы MgO—Al2O3 — SiO2, расположенных вдоль линии шпинель — кремнезем. При помощи рентгенографического и кристаллооптического анализа идентифицированы продукты кристаллизации исследованных образцов и показано изменение микроструктуры этих кристаллических фаз в зависимости от температуры и состава. В образцах с содержанием SiO2 < 35% первичным продуктом кристаллизации является шпинель, а в образцах с содержанием SiO2 > 35% — метастабильные твердые растворы со структурой кварца, которые распадаются при температуре больше 1000° С. В псевдобинарной системе кордиерит—кремнезем полиморфное превращение кордиерита происходит при температурах выше 1000° С. При температуре 1300° С установлено растворение кристобалита в низкотемпературном кордиерите.
При кристаллизации стекла кордиеритового состава, содержащего 12—15% TiO2 , кордиерит образуется не непосредственно из стекла, а через ряд промежуточных метастабильных соединений, последовательно выделяющихся в процессе термической обработки [757]. При этом процесс кристаллизации идет от твердых растворов и простых моно- и бинарных соединений к более сложным, тройным. Первой кристаллической фазой являются твердые растворы со структурой высокотемпературного кварца. В области более высоких температур (1050—1100° С) они распадаются с образованием кварца и шпинели. При последующей термической обработке шпинель перекристаллизовывается в сапфирин, и только в интервале 1200°С образуется кордиерит. Таким образом, процесс образования кордиерита при кристаллизации стекла аналогичен ходу синтеза его из чистых-окислов [738] (через кварц и шпинель).
Другие части: