Силикаты. Часть 22
При этом было показано, что значительное влияние на кинетику процесса кристаллизации в системе SiO2 — Al2O3 — MgO — TiO2
оказывают малые добавки посторонних окислов, не входящих в основной состав стекла [739]. Введение некоторых из них (В2O3, V2O5, Р2O3 и др.) снижает температуру выделения кордиерита из стекла, и при этом одновременно резко возрастает его количественный выход; ряд добавок (в основном, щелочные и щелочноземельные элементы) замедляет образование кордиерита и уменьшает его количество. При этом существенно изменяется кинетика образования указанных выше промежуточных метастабильных фаз.
Фазовые превращения, происходящие при нагревании смесей Mg(OH)2, Аl(ОН)3 и SiO2, которые по составу соответствуют кор-диериту и сапфирину, были исследованы методами рентгеновского, петрографического и термографического анализов.
В кордиеритовой шихте при 900° С наблюдалось образование шпинели, а появление кордиерита отмечалось уже при 1100° С. Количество образовавшегося кордиерита резко увеличивалось с повышением температуры обработки шихты; рентгенограмма спека, полученного при температуре 1400° С с двухчасовой выдержкой, содержала только линии кордиерита.
Термограмма шихты кордиерита характеризуется значительным эндотермическим эффектом и торможением усадки в интервале 1300—1400° С.
Картины комплексного термографического анализа шихты кордиерита и сапфирина чрезвычайно похожи.
Последовательность описанных выше фазовых переходов соблюдается и при обжиге шихт, составы которых расположены на соединительной линии шпинель — муллит, с той лишь разницей, что при более высоких температурах (выше 1400° С) в них наблюдалось образование муллита, который в свою очередь при температуре 1550± ±50° С разрушался полностью или частично, в зависимости от расположения исходного состава смеси в тройной диаграмме MgO — Al2O3 — SiO2 [735].
Система СаО — Al2O3 — SiO2 является исключительно важной для технологии силикатов, охватывающей производство не только керамики, но и цементного клинкера, глинозема и т. п. В этой системе имеются два главнейших тройных соединения: геленит (Ca2Al2Si07) и анортит (CaAl2Si2O3). Первое из них плавится при температуре 1590° С, второе — при 1550° С. Возможность их синтеза в твердой смеси известна давно, однако его кинетика оставалась неизученной до исследований Яндера и Петри [315].
Эти авторы получали геленит и анортит как из окислов, так и из смеси СаАl2O4 + CaSi03 и смесей силлиманита с углекислым кальцием или с CaSi03. Ввиду трудности химического разделения веществ в этих случаях авторы пользовались рентгенографическим методом исследования. По их данным, промежуточными продуктами процесса образования геленита при температуре 1100° С являются соединения 12СаО-7Al2O3 (ранее принимавшееся за 5 СаО-ЗAl2O3) и β-Ca2Si04; в смеси из окислов присутствовал, кроме того, и СаАl2O4.
По истечении 1 ч 45 мин с начала опыта появлялся также и метасиликат кальция. По мере протекания реакции количество СаАl2O4 и β-Ca2Si04 увеличилось, а 12СаО-7Al2O3 и CaSi03 уменьшилось с одновременным появлением геленита. Через 7 ч 45 мин в реакционной смеси содержалось большое количество геленита, а также СаАl2O4 и 6-CaSi04. После нагревания ее в течение 185 ч получался чистый геленит.
Другие части: