Кристобалит процессы образования

Одно и то же твердое вещество в зависимости от условий синтеза может получаться в разных энергетических состояниях, каждому из которых соответствует своя структура. Твердое вещество может иметь в высшей степени большое число энергетических состояний. Поскольку межатомные расстояния и углы между связями могут изменяться в довольно широких пределах, в таких же пределах происходит изменение энергии связи и, следовательно, энергетического состояния вещества, которое зависит от энергии валентных электронов. Но изменение межатомных расстояний и угла между связями только для двух соседних атомов, находящихся в структуре твердого тела, влечет за собой некоторое изменение всех длин и углов связей, вообще некоторое изменение взаимного положения всех атомов данного твердого тела, и, следовательно, имеет своим конечным результатом образование видоизмененной структуры соответствующего вещества. Таким образом, существует в высшей степени большое количество вариантов структуры твердого вещества данного состава. В процессе кристаллизации обычно можно получить только довольно ограниченное число модификаций, отвечающих в данных условиях наиболее бедным энергией состоянием данного вещества. Отвердевание атомных соединений, ведущее к образованию аморфного вещества, в зависимости от условий, в которых оно протекает, позволяет получать то одни, то другие непериодические структуры. Очевидно, существует огромное количество аморфных твердых тел одинакового состава, но разного строения. Это обстоятельство обычно ускользает из поля зрения исследователей. Но более точное изучение строения различных стеклообразных веществ (таких как кварцевое стекло, халькоге-нидные стекла или органическое стекло), а также гелей показало, что несмотря на один и тот же состав отдельные образцы подобных веществ, полученные ири различных условиях, имеют различную структуру. Так, различна структура стекол, полученных при различных температурах и давлениях гели одного и того же состава часто имеют неодинаковую пористую структуру, например неодинаковое распределение по объему геля микро- и макропор ири постоянном соотношении объемов последних. Вообще, варьируя давление и температуру, можно получать твердые вещества одного и того же состава, но различной плотности и, следовательно, различного строения. Кварцевое стекло, полученное иод высоким давлением, приближается по плотности к кварцу. Насколько далеко может заходить ири этом превращение вещества, видно из факта получения таких совершенно непохожих друг на друга модификаций кремнезема, как кварц, тридимит, кристобалит, а также стешовит. Расчеты показывают, что при определенных высоких [c.156]

Широк круг окисных систем и материалов на их основе, охватываемых этими работами. Исследования, начатые с изучения образования силикатов, распространились на системы с окислами титана, циркония, гафния, ниобия, тантала, а затем и с окислами редкоземельных элементов. В этих исследованиях выявлены факторы, определяюпще направление и кинетику твердофазовых процессов в окисных системах, в частности выяснена роль полиморфных превращений и изучен сам механизм их протекания в различных конкретных случаях, установлена зависимость скорости процессов от дефектности структур, изучено влияние газовой среды и агрегатного состояния. Доказано, что необратимый полиморфизм ряда полуторных редкоземельных окислов обусловлен стабилизацией низкотемпературных форм окислов гидроксильными группами или избыточным кислородом с концентрациями до 0.1 вес.%. Еще раньше (1953—1959 гг.) Н. Н. Синельников детально исследовал превращение кварца в кристобалит и кристобалита в тридимит. [c.8]

Наиболее значительные изменения в структуре образцов ВА отмечаются после прокаливания при 900—1000°. На рентгенограммах зафиксированы форстерит (й/ге=5.18 3.88 2.76 А), клино-энстатит ( / =3.17 2.97 2.87 А), низкотемпературные модификации кремнезема (например, сх-кристобалит, й//г=4.05 2.85 2.49 А), что согласуется с данными работ [218] и [219]. Авторы [218, 219] считают, что дегидратация хризотилового асбеста сопровождается образованием рентгеноаморфной фазы, которая остается таковой по крайней мере при температурах на 150° выше процесса дегидроксилизации. При дальнейшем повышении температуры происходит образование форстерита. [c.77]

За счет частичного синтеза компонентов различного состава вновь начинают образовываться промежуточные соединения. Но так как при охлаждении расплава вязкость быстро возрастает, то только часть группировок успевает перестроиться, а остальные замораживаются. В результате застывшее стекло содержит структурные образования, сохранившиеся от состояния расплава при высоких температурах, а, кроме того, в нем имеются и промежуточные образования. При тепловой обработке, ведущей к кристаллизации, начинается дальнейшая перестройка структуры. При этом, как указывалось выше, могут развиваться различные, конкурирующие между собой процессы с одной стороны, образование кристаллов с высоким содержанием кремнезема и кристаллов с высоким содержанием натрия, зачатки структуры которых (кристаллиты) имелись уже в исходном стекле и были преобладающими (или были созданы в гретом стекле в результате лишь частичной, но не коренной перестройки тех атомных группировок, которые существовали в исходном стекле) с другой стороны, процесс диффузии ионов натрия из участков, богатых натрием, в области, обедненные натрием. Последний процесс приводит к синтезу компонентов разного состава и, следовательно, к образованию новых соединений. Для разных температур будет существовать разное соотношение скоростей этих процессов. В зависимости от этого по-разному может развиваться процесс кристаллизации. При больших скоростях диффузии уже в рамках стеклообразного состояния будет образовываться бисиликат натрия или силикат, близкий по составу, который выпадает в виде первой фазы. При больших скоростях роста кристаллов кристобалита и высокощелочных силикатов натрия будут образовываться сначала кристобалит и высокощелочные силикаты натрия, которые при дальнейшей тепловой обработке при той же температуре, вступая между собой в реакцию в твердой фазе, в конечном счете также будут давать бисиликат натрия. На весь ход кристаллизации помимо температуры будут также влиять примеси и все тепловое прошлое стекла. [c.189]

Во-первых, в присутствии фтористых солей ускоряются реакции в твердой фазе. Повышение активности смеси обусловливается разрушающим влиянием иона фтора на кристаллические решетки отдельных сырьевых компонентов. Так, в присутствии F снижается температура превращения кварца в кристобалит, вследствие чего к моменту интенсивного развития процесса клинкерообразоваиия один из компонентов смеси оказывается в очень активной форме. Начало процесса кристобалитизации кварца наблюдается уже при температуре 900—П00°, а в интервале ПОО—1200° он практически завершается. Наряду с этим в шихте в присутствии F более интенсивно и при пониженной температуре (700—900°) протекает процесс диссоциации СаСОд. Выделяющаяся активная СаО взаимодействует с фтористой солью, образуя промежуточное соединение. Например, NaF образует с СаО соединение состава ЗСаО NaF, которое дает с оставшимся несвязанным NaF эвтектическую смесь, плавящуюся при 650°. Следовательно, образование при низких температурах легкоплавких промежуточных соединений между СаО и фтористыми солями приводит к появлению в спекающейся массе точечных капелек расплава, способствующих протеканию реакций минералообразования. [c.276]

Превращение аморфной фазы в кристаллические формы, если последних несколько, происходит так, что сначала осуществляется превращение аморфной в наиболее богатую энергией кристаллическую модификацию, а затем постепенно процесс доходит до образования наиболее устойчивой в данных условиях кристаллической формы. Например, аморфное кварцевое стекло сначала переходит в кристобалит, а затем уже в трндимит. Это явление представляет собой одно из иллюстраций общего правила ступеней Оствальда, по которому переход неустойчивой формы в устойчивую там, где это вообще возможно, совершается через промежуточные формы — ступени. Неустойчивые формы показывают при одинаковых условиях более высокую упругость пара и более низкую температуру плавления, чем устойчивые. [c.273]