Стекла диаграммы состояния

Согласно структурно-анионной кинетической концепции Н. М. Бобковой, силикатное стекло необходимо рассматривать как совокупность различных по составу и строению кремнекислородных комплексов, ио с преобладанием тех структурных группировок, которые отвечают наиболее термодинамически устойчивому соединению при переходе данного состава в расплавленное и стеклообразное состояние и находятся в соответствии с положением фигуративной точки состава на диаграмме состояния системы. Силикатным стеклам присуща микрогетерогенная структура как следствие неоднородности исходного расплава, предопределяемой кинетическими особенностями процесса стеклообразования. Структурная дифференциация в расплаве вызвана несовместимостью по структурно-геометрическим условиям образующихся кремнекислородных комплексов и определяется кристаллохимическими параметрами входящих в состав стекла катионов. С повышением величины [c.200]

Другой очень большой раздел составляет теоретическое и экспериментальное изучение кинетики и механизма процесса метастабильной ликвации и образуюш ихся при этом структур стекол. Здесь интересно отметить, что привлечение к изучению стекла теории гетерогенных равновесий привело к дальнейшему развитию самой теории — той ее части, которая относится к явлениям фазового распада при несмешиваемости жидкостей. Сюда относится, например, разработка теоретической схемы процесса ликвации и теоретическое построение бинодальных и спинодальных кривых на диаграммах состояния [20, 21]. Необходимо подчеркнуть, что стекло по сравнению с водными растворами или растворами органических веш,еств оказалось более удобным объектом изучения кинетики и механизма ликвации вследствие очень медленного протекания процесса распада, не осложненного в то же время резкими структурными преобразованиями, связанными с перекристаллизацией. [c.194]

Во всех работах, связанных с изучением структуры и свойств силикатных стекол, а равно в производстве стекла диаграмма состояния является основным руководящим документом для физиков, химиков и технологов. Она должна отражать всю совокупность устойчивых кристаллических силикатов, которые могут существовать в данной системе. Вполне очевидно, что от степени точности и полноты этого документа зависит успех в решении многих как теоретических, так и практических задач. Существующие диаграммы состояния простейших систем были установлены методами, возможности которых ограничены. Что нее касается изучения продуктов кристаллизации простейших силикатных стекол рентгеноскопическим методом, то, насколько нам известно, систематических исследований в этом направлении ранее не производилось. Поэтому применяемые в настоящее время диаграммы состояния простейших систем, на которых основываются в своей работе исследователи крупнейших институтов мира и заводов оптического и технического стекла, являются неполными. Они, как показывает опыт исследования спектров продуктов кристаллизации стекла, не регистрируют значительного количества силикатов, которые действительно существуют в данной системе и могут принимать участие в формировании структуры стекла. [c.40]

Сложные системы. Система СаО—SiO . Рассмотренные в 132—133 различные причины усложнения диаграмм состояния многих систем MOfyr проявляться одновременно в одной системе. В качестве примера приведем систему СаО—SIO2, имеющую большое значение для производства соответствующих силикатных материалов (важнейших видов цемента, стекла, керамики и др.). [c.348]

Система ЫагО—ЗЮг играет важную роль в технологии получения натриевосиликатных стекол и в производстве натриевого растворимого стекла. Кроме того, данная система является частной по отношению ко многим системам, имеющим большое прикладное значение. Наиболее полно изучена Ф. Крачеком. Позже в диаграмму состояния системы были внесены некоторые дополнения и уточнения. [c.98]

Диаграмма состояния рассматриваемой системы дает возможность теоретически определять составы образующихся кристаллических фаз в стекле и намечать пути устранения пороков стекла, вызываемых кристаллизацией. Так, известно, что наибольшей скоростью кристаллизации отличаются расплавы, отвечающие составам химических соединений, и, наоборот, наименее склонны к кристаллизации эвтектические составы и составы, точки которых лежат на пограничных кривых. [c.122]

Недостатком гипотезы Захариасена является то, что, согласно ей, структурная сетка стекла представляется полностью однородной, монотонной, неупорядоченной. Между тем ряд данных свидетельствует о наличии в структуре стекла различных форм упорядочения и областей микрогетерогенности. Современными методами исследования установлено, что в стеклах существует большая степень упорядоченности, чем это допускает гипотеза Захариасена. Не объясняет эта гипотеза и взаимосвязи между свойствами стекла и диаграммой состояния. [c.196]

Кристаллиты образуют в структуре стекла самостоятельные группы не только с кристаллографической, но и с химической точки зрения. Они сложены из тетраэдров [5104] и полиэдров [МеО] . Химическая природа кристаллитов определяется диаграммой состояния. Так, в стекле состава 75% 5Юг и 25% ЫагО в качестве первичной фазы при кристаллизации выделяется 3-кварц, вторичная фаза — дисиликат натрия. В структуре этого стекла имеются кристаллиты, соответствующие указанным фазам. [c.197]

По диаграмме можно также определять состав сплавов, обладающих наиболее высокими температурами плавления, хорошими механическими свойствами (мелкозернистые эвтектические сплавы), области устойчивости и распада образующихся химических соединений, твердых растворов, условия образования новых кристаллических модификаций и т. д. Фазовые диаграммы состояния широко используют при получении различных сплавов, при расчетах состава шлаков, шихты для получения стекла, цемента, огнеупорных материалов. [c.200]

Имея достоверные данные о кристаллизационной способности, для предупреждения кристаллизации стекла при его производстве по возможности до минимума сокращают время пребывания стекла в температурном интервале его кристаллизации. При правильном режиме варки и выработки стекла с учетом всех особенностей его кристаллизации, как правило, удается полностью избежать кристаллизации стекла в условиях производства. Когда это не удается сделать, прибегают к изменению химического состава стекла. При этом руководствуются следующими правилами 1) в стеклообразующих системах в пределах поля кристаллизации данного соединения максимальной кристаллизационной способностью обладает стекло, соответствующее составу соединения 2) для стекол других составов в этом же поле кристаллизации наблюдается уменьшение кристаллизационной способности по мере удаления их составов от состава соединения 3) кристаллизационная способность достигает минимума в областях совместной кристаллизации данного соединения с соединениями другого химического состава. Исходя из этих правил, для понижения кристаллизационной способности, если известна диаграмма состояния, состава стекла корректируют таким образом, чтобы сместить его в сторону эвтектик, эвтектических линий или эвтектических поверхностей системы. [c.142]

Основной причиной кристаллизации стекол являются неправильно выбранный, склонный к кристаллизации состав и нарушения температурного режима варки и выработки стекла. Борьба со склонностью стекол к кристаллизации требует знания природы выпадающей при кристаллизации фазы, температурных пределов, внутри которых стекло может закристаллизоваться (в частности, температуры начала кристаллизации), и скорости кристаллизации. Диаграмма состояния позволяет не только точно ответить по крайней мере на два первых вопроса, но и сделать определенные качественные выводы относительно скорости кристаллизации. Известно, в частности, что стекла, соответствующие по составу определенным химическим соединениям, имеют наибольшую скорость кристаллизации. Составы, образующие при кристаллизации твердую фазу, отличающуюся от состава исходного стекла, будут кристаллизоваться медленнее. Наиболее трудно при прочих равных условиях кристаллизуются эвтектические составы. [c.267]

Водные растворы этиленгликоля широко применяются в качестве антифриза [1—3], для этих же целей используется диэтиленгликоль [2] о применении полигликолей нам указаний не встретилось. Имеются довольно подробные сведения о температурах замерзания воды (первичной кристаллизации фазы льда) для этиленгликоля [2—6], а для системы вода — этиленгликоль из-за сильной вязкости растворов и застывания их при охлаждении в стекла полной диаграммы состояния не получено. Изучены также [2—7] температуры начала появления кристаллов льда в водных растворах диэтиленгликоля и триэтиленгликоля. Температур замерзания смесей воды с полигликолями в доступной нам литературе мы не нашли. [c.283]

Работами по неоднородному строению стекол были достигнуты большие успехи в определении тонких деталей их структуры. Однако оставался неясным вопрос о природе обнаруженных неоднородностей. Решение было найдено на основе теории гетерогенных равновесий, позволившей установить, что образование изученных неоднородностей связано с явлением метастабильной ликвации. В результате возникло новое направление в изучении стекла, включающее следующие разделы построение на диаграммах состояния систем областей метастабильной ликвации, теоретическое и экспериментальное изучение кинетики и механизма ликвационного распада и образующихся структур стекол, изучение влияния ликвационной структуры стекол на их свойства и изучение взаимосвязи процессов ликвации и кристаллизации. Библ. — 23 назв. [c.315]

Морей, как и некоторые другие американские специалисты-стекольщики, придерживается теории строения стекла в виде неправильной непрерывной сетки. В соответствии с этим и в подтверждение указанных положений теории он отмечает, что определенные химические соединения, вскрываемые диаграммами состояния соответствующих систем, в стеклообразном состоянии либо отсутствуют, либо роль их в структуре стекол ничтожно мала, так как на физико-химических свойствах стекол такие соединения будто бы не отражаются в виде сингулярных или особых точек. [c.56]

Целый ряд фактов (см. обзор свойств конкретных силикатных систем) позволяет утверждать, что изменение свойств стеклообразных систем находится в полном соответствии с их диаграммой состояния и что, следовательно, нельзя пренебрегать, как это делается в теории строения стекла в виде неправильной структурной сетки, присутствием в структуре стекла определенных химических соединений. [c.57]

Указанное изменение коэфициентов связано с изменением структуры стекла, с появлением в нем новых молекулярных образований. При этом Значения коэфициентов изменяются не непрерывно, а достаточно резко, что, повидимому, и связано с появлением в структуре этих стекол новых образований. Такие изменения находятся в соответствии с диаграммой состояния соответствующей системы. [c.92]

Плотность щелочно-силикатных стекол (силикат-глыбы) личивается по мере повышения концентрации иона-модификатор Ыа+, (уменьшения значения модуля силикат-глыбы). Это по, вышение плотности связано с заполнением полостей в прострац, ственном каркасе 5102. Минимальная плотность характерна кварцевого стекла (2,203 г/см ). Значения плотности стекла прц увеличении силикатного модуля л от 1 до 3 показаны на график( рис. 13, составленном по усредненным значениям, приведенньщ в [9] (при комнатной температуре). Плотность увеличивается 2,203 для чистого кварцевого стекла до 2,566 для стекла, отвечающего составу метасиликата натрия (п=1), причем на кривой зависимости плотности от состава не обнаруживаются характерные точки, отвечающие образованию соединений по диаграмме состояния ЫагО—БЮг. Однако на кривой зависимости удельного объема стекла от состава обнаруживается перегиб, соответствую-щий составу с модулем п = 2 (N320-25102) и характеризующий определенное изменение структуры стекла в этой области. Для калиево-силикатных стекол аналогичный перегиб обнаруживается в области составов, соответствующих тетрасиликату калия. [c.20]

После того как в конце прошлого века Вант-Гоффом было сформулировано представление о твердых растворах, выяснилось, что множество твердых веществ самого различного происхождения—сп-лавы, стекла, многие горные породы и минералы — представляют собой твердые растворы. В результате термодинамического исследования Розебума (1899 г.) установлены основные тины диаграмм состояния двойных систем с твердыми растворами. В начале нашего века Н. С. Курнаков заложил основы физико-химического анализа и развил физико-химическое направление изучения твердых веществ. При исследовании металлических сплавов он применил не только диаграммы состояния типа состав — температура плавления, но и типа состав — электропроводность, состав — твердость, разработанные им совместно с С. Ф. Жемчужиным, а также изобрел самопищущий прибор для термического анализа — пирометр Курнакова. Исходя из идеи Д. И. Менделеева о неопределенных соединениях как настоящих химических соединениях, Н. С. Курнаков, как мы помним, постулировал существование двух типов индивидуальных химических соединений — дальто-нидов и бертоллидов и указал, что первые имеют постоянный, а вторые переменный состав. Бертоллиды, по Курнакову, представляют собой твердые растворы неустойчивых в свободном состоянии соединений постоянного состава. [c.164]

Если диаграмма состояния неизвестна, а состав первично кристаллизующейся фазы установлен, то состав стекла изменяют так,, чтобы он сместился к области совместной кристаллизации фаз различного химического состава. Наконец, если диаграмма состояния неизвестна и не может быть определен состав первичной фазы, то вводят новый, не входивший в его состав компонент, поскольку он, естественно, не может входить в состав первичной фазы данногог стекла. [c.142]

Как и любая другая диаграмма состояния, диаграмма системы ЫагО—СаО—Si02 выражает только равновесные состояния, к которым, как известно, стекло не относится. Тем не менее знание диаграммы состояния этой системы необходимо в стеклоделии как с теоретической, так и чисто практической точек зрения. В технологии изготовления промышленных стекол знание диаграмм состояния соответствующих систем необходимо для борьбы с одним из весьма распространенных дефектов или, как их иногда называют, пороков стекла — камней кристаллизации или расстекловывания, которые представляют собой кристаллические включения в стекле, нарушающие его физическую и химическую однородность. При кристаллизации известково-натриевых силикатных стекол образуются кристаллические фазы, существующие именно в системе ЫагО—СаО—510г. В обычных промышленных стеклах при расстекловывании образуются наиболее часто тридимит, кристобалит, волластонит, псевдоволластонит, девитрит. [c.267]

Температура плавления кристобалита принята равной 2001°К [3508]. Непосредственные определения теплоты плавления кристобалита не проводились. Расчет теплоты плавления кристобалита по теплоте перехода между кристобалитом и стеклом при комнатной температуре (по теплотам растворения) и значениям изменения их энтальпии между комнатной температурой и точкой плавления приводит к величинам от 0,9 до 5,7 ккал моль [2959]. Из них более надежным является значение 1,7 ккал моль, полученное Ротом и Троичем [3532]. Расчет теплоты плавления кристобалита на основании диаграмм состояния кристобалита и окислов щелочных металлов, выполненный Крачеком [2470а], приводит к значению [c.683]

Одно из направлений применения теории гетерогенных равновесий к исследованию стекол состоит в установлении связи между диаграммой состояния и изменением свойств стекла по мере изменения его состава. Основанием для такой связи служит представление о наличии сиботаксических групп одного вида в стеклах, лежащих в пределах данного поля первичной кристаллизации. Мнение исследователей по этому вопросу расходятся одни считают, что изломы на кривых свойств лежат на границах фазовых полей другие связывают изломы с точками составов химических соединений наконец, третьи утверждают, что свойства стекол изменяются непрерывно. Одна из причин, осложняющих получение вполне однозначных результатов и ведущих к противоречию во мнениях, заключается в том, что делается попытка установить общую связь между фазовой диаграммой и изменением свойств однофазного материала, в котором фактически других фаз еще нет, а возможно существование только некоторых группировок, в той или иной степени приближающихся по составу, структуре и свойствам к соответствующим кристаллическим фазам. [c.190]

Так, образование мелких областей неоднородности и соответственно пор (после обработки в кислоте) с радиусом около 50 А было объяснено тем, что такие стекла подвергались термообработке при температурах выше области метастабильной ликвации и поэтому ликвационная структура стекла в самой начальной стадии ее образования с очень мелкими размерами областей неоднородности могла возникнуть только вследствие несовершенства закалки при недостаточно быстром прохождении зоны метастабильной ликвации. Наоборот, образование крупных пор после выдержки при более низких температурах было объяснено тем, что термообработка производилась в области метастабильной ликвации. Как видно, эти факты хорошо согласовались с прогнозами Роя. Кроме того, было установлено соответствие определенного экспериментально состава растворимой части стекла (35—40% 8102) составу, полученному из гипотетической диаграммы состояния (38% 810а). [c.192]

Основные положения вопроса о метастабильной ликвации в стеклах, изложенные в большой статье Хинца и Кунта [19], полностью соответствуют представлениям Роя, а также фактическим данным, приведенным нами. В работе указывается возможность предвидеть но форме ликвидуса существование в системе метастабильной ликвации и возможность образования тонкой ликвационной структуры при быстром охлаждении стекла в пределах этой области. Рассмотрено много систем с ликвацией, и в том числе натриевоборосиликатная. Указано, что в сечении диаграммы состояния системы тетраборат натрия— кремнезем должна располагаться область метастабильной ликвации. Отмечается значение использования составов в пределах данной области для получения пористых стекол типа викор . Вопрос о ликвационных явлениях в стеклах рассматривается преимущественно с точки зрения их влияния на процессы тонкой кристаллизации стекол с целью получения стеклокристаллических материалов. [c.193]

По нашему мнению, указанное положение Морея безусловно ошибочно. Вопрос о влиянии молекулярных образований между компонентами стекла на его физико-химические свойства требует более обстоятельного рассмотрения. Прежде всего необходимо при изучении того или иного физико-химического свойства четко выявить его природу, т. е. знать, какие составные элементы системы определяют ее свойства.Так, наиример, могут быть свойства, определяемые внутриядерным строением атомов, входящих в состав системы (наиример радиоактивные свойства), или особенностями строения валентных электронов того или иного элемента системы, или, наконец, агрегационными силами, определяющими строение крупных молекулярных агрегатов и т. д. В соответствии с этим и само свойство будет в большей или меньшей степени зависеть от характера возможных в системе молекулярных образований. Так, наиример, если в качестве такого свойства взять особенности радиоактивного распада одного из элементов системы, то понятно, что любые молекулярные образования, обнаруживаемые диаграммой состояния системы, никак не повлияют на закономерны ход радиоактивного распада. Наобо- [c.56]

На рис. 217 изображена зависимость плотности стекол этой системы от их химического состава. Плотность растет, по мере увеличения содержания в стекле Na O, от значения 2,203 для чистого кварцевого стекла до 2,566 для метасиликата натрия. На кривой плотности не удается обнаруншть особых точек, отвечающих диаграмме состояния системы. [c.306]

Смотреть страницы где упоминается термин Стекла диаграммы состояния: [c.154] [c.199] [c.201] [c.214] [c.223] [c.257] [c.130] [c.227] [c.157] [c.155] [c.76] [c.420] [c.211] [c.445] [c.65] [c.41] [c.118] [c.109] [c.158] [c.50] [c.268] [c.344] [c.25] [c.411]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология