Процессы кристаллизации стекол с различным содержанием

Как было указано ранее, при синтезе высококремнеземных цеолитов в качестве исходного вещества используют золь кремневой кислоты или осажденный дисперсный кремнезем. Предложен оригинальный способ получения цеолитов типа У и эрионита на основе растворов жидкого стекла в присутствии фосфатов, позволяющий устранить трудоемкую стадию выделения кремневой кислоты из раствора жидкого стекла [155, 169]. При изучении влияния на процесс кристаллизации различных факторов (температуры исходных растворов, состава алюмосиликатного гидрогеля, щелочности среды, продолжительности кристаллизации и др.) определены оптимальные соотношения компонентов в исходном геле и разработана технология получения указанных цеолитов. Объяснено участие фосфат-ионов в процессе кристаллизации гидрогелей. Присутствие фосфат-ионов способствует расширению полей кристаллизации высококремнеземных цеолитов в направлении составов с повышенной щелочностью среды и увеличению содержания кремнезема в образовавшихся кристаллах [262]. [c.24]

Чтобы понять как сам процесс кристаллизации стекла, так и переход неравновесных кристаллических фаз в равновесные, были исследованы спектры образцов стекол одного и того же состава, выдержанные одно и то же время при различных температурах в области 809—944° С. Поскольку литиевосиликатные стекла вообще кристаллизуются при высоких температурах очень быстро, в особенности же стекла с высоким содержанием LigO, то тепловой обработки в течение нескольких минут оказалось достаточно, чтобы образцы уже полностью закристаллизовались. Исследовались спектры образцов после одно- и пятиминутной тепловой обработки при различных температурах. Так как скорость процесса кристаллизации и скорость перехода неравновесно выпадающих фаз в равновесные при различных температурах разные, то, имея набор спектров закристаллизованных образцов, прошедших тепловую обработку в широком интервале температур, можно проследить кинетику обоих процессов (рис. nL56 m.58). [c.315]

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]

Иначе развивается процесс кристаллизации во внутренних слоях высококремнеземистых стекол (рис. 11.66, 11.68, 11.70, П.72, 11.74, П.76,11.78, 11.80, 11.84 и П.87). Здесь этот процесс особенно сложен. С одной стороны, выкристаллизовываются какие-то неизвестные формы кремнезема, которые с течением времени переходят в другие формы. С другой стороны, выкристаллизовывается ряд силикатов с разным содержанием NajO, которые вступают в реакцию в твердой фазе либо с кремнеземом, либо между собой. Таким образом, в стекле протекает одновременно целый ряд процессов, приводящих к образованию различных химических соединений и полиморфных форм одного и того же соединения. Это хорошо видно из сопоставления спектров внутренних слоев того же закристаллизованного стекла с 14% КагО в процессе длительной его выдержки при 620° С (рис. 11.70). Основным продуктом кристаллизации стекла с 14% NajO является кремнезем (полосы у 9 и 12,6—12,8 мк), структура которого отличается от структуры а-кварца, а-тридимита, а-кристобалита. При длительной тепловой обработке положение главного максимума отражения и контур полосы все время меняются, т. е. кремнезем претерпевает структурные изменения. Наряду с кремнеземом выпадает ряд силикатов натрия, которые с течением времени также претерпеваю сложные изменения. Так, например, после 216 ч выпали в образцах неизвестные силикаты, имеющие максимумы отражения у 9,42—9,45 и 9,68—9,70 мк, а также силикат, дающий в спектре полосу у 10,25—10,30 жк. Последний скорее всего можно отождествить либо с метасиликатом натрия (полоса у 10,20— 10,25 мк), либо с ортосиликатом (полоса у 10,3—10,4 мк). Как показывает первый спектр, уже в исходном стекле существовали группировки атомов, структура которых сходна со структурой этого силиката. После 439 ч количество силикатов, имеющих полосы у 9,42—9,45, 9,68—9,70 и 10,25— [c.198]

Особую разновидность стекла представляет кварцевое стекло — материал, получаемый плавлением при высокой температуре природного кварца с содержанием 98—99 7о SiOs. Чаще всего используют непрозрачное кварцевое стекло, получаемое плавлением чистого кварцевого песка в электропечах. Благодаря незначительному коэффициенту термического расширения оно характеризуется высокой термической стойкостью. Изделия из кварца, нагретые до высоких температур, можно охлаждать водой. Кварцевое стекло устойчиво к воздействию большинства минеральных и органических кислот (исключение составляют плавиковая и фосфорная кислоты), не разрушается также под действием галогенов и щелочей. Газы диффундируют через кварцевое стекло только при высоких температурах. Недостатком его является склонность к кристаллизации. Этот процесс с заметной скоростью происходит при температурах выше 1200 С. Кварцевое стекло применяют в роли заменителей цветных и благородных металлов и сплавов. Из него изготавливают трубопроводы, различные аппараты для работы под давлением или вакуумом, сосуды емкостью до 100 л и др. [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология