фиг кварца и кристобалита от температуры

При нагревании а-кварца до температуры около 1000° он переходит в а-кристобалит (см. рис. 48), что сопровождается выпрямлением тетраэдров [5164] 7, 292, 324, 339—341]. В отсутствие расплава или летучих веществ превращение кварца в кристобалит необратимо. [c.106]

Самой распространенной в природе формой 5102 является кристаллический -кварц, который устойчив при температурах, не превышающих 573°. При 573° -кварц полностью переходит в а-кварц, который устойчив при температурах. 573—870° и поэтому в природе не встречается. При температурах ниже 573° а-кварц вновь превращается в р-кварц. При температуре выше 870° а-кварц медленно переходит в а-тридимит и далее в а-кристобалит. а-Кристобалит устойчив до температуры 1710°, при которой он плавится. При определенных условиях охлаждения расплавленный кремнезем может сохранить аморфное состояние полученный таким образом материал называется плавленым кварцем или кварцевым стеклом. [c.210]

Превращения фаз кремнезёма, как установил Маккензи [19], происходят настолько медленно, что, прежде чем кристаллы кварца превратятся в термодинамически стабильную фазу — кристобалит, можно провести соответствующие наблюдения и детально изучить плавление кристаллов кварца при температурах выше 1470°. Маккензи нашел, что кварц плавится между 1400 и 1450°. Точное определение температуры плавления невозможно из-за исключительно малой скорости плавления при температурах ниже 1500°. Физические свойства стекла, которое получали охлаждением образовавшейся жидкости, отличались от свойств нормального стеклообразного кремнезема. В частности, показатель преломления был более высоким и менее постоянным. [c.70]

При реакции с парами щелочей динасовые изделия разрушаются при температуре выше 1000 °С вследствие образования стекловидной фазы и постепенного их оплавления. При нагреве динасовых изделий в среде водорода до 1200 °С форсируется превращение кварца в кристобалит, что ведет к уменьшению прочности. [c.94]

Превращение р-кристобалита в а-кристобалит сопровождается увеличением объема на 3,7—4,1%. Это приводит к разрушению при охлаждении динасовых огнеупоров и брусьев из плавленого кварца, служивших длительное время при высоких температурах. [c.31]

Превращения кварц тридимит кристобалит протекают медленно, в течение суток или недель, так как при этом происходит более глубокая перестройка кристаллической решетки (рис. 34). Превращения, связанные с более тонкими изменениями, протекают сравнительно быстро при относительно низких температурах благодаря незначительным изменениям в структуре. [c.99]

Явление полиморфизма чрезвычайно характерно, например для кремнезема — соединений кремния с кислородом. Существует около 13 его полиморфных форм, переходящих одна в другую прн различных температурах и довольно сильно отличающихся по плотности. Так, р-кварц имеет плотность 2650 кг/м а а-кристобалит — 2220 кг/м . Взаимный переход отдельных полиморфных форм кремнезема можно изобразить следующим образом [c.13]

Структура кварцевого стекла по своему общему характеру очень напоминает структуру кварца и других кристаллических форм двуокиси кремния. Почти каждый атом 51 находится в центре тетраэдра из четырех атомов кислорода, и почти каждый атом кислорода является общим для двух таких тетраэдров. Однако строение пространственной решетки из таких тетраэдров в стекле не столь упорядоченно, как в кристаллических формах двуокиси кремния, и лишь очень малые участки напоминают кварц, причем прилегающие к ним участки могут походить на кристобалит или тридимит, точно так же как жидкая двуокись кремния при температуре, превышающей температуру плавления кристаллических форм, несколько напоминает по своему строению соответствующие кристаллы. [c.530]

Было отмечено [57], что в воде аморфный кремнезем кристаллизуется в кварц через промежуточные фазы — кристобалит и китит при температуре 335 °С в течение 840 ч под давлением 1055 кг/см и в течение 18 ч иод давлением 3165 кг/см . [c.43]

Ниже 1470° кристобалит менее стабилен не только по сравнению с кварцем, но и по сравнению с тридимитом. При продолжительном нагревании до очень высокой температуры кварц даже в отсутствие растворителей начинает постепенно испытывать превращение а именно при этом он переходит в кристобалит, причем даже и тогда, когда превращение протекает ниже 1470°,-т. е. в области, в которой устойчивым является не кристобалит, а тридимит. На первый взгляд этот результат кажется парадоксальным, однако он соответствует правилу ступеней Оствальда. В соответствии с этим правилом, образование вещества, существующего в нескольких модификациях, протекает ступенчато таким образом, что сначала образуется менее устойчивая модификация, которая затем превращается в более устойчивую. Кристобалит как менее устойчивая модификация образуется в первую очередь и может сохраниться, потому что его превращение в тридимит приобретает заметную скорость только в присутствии растворителя или же минерализатора. [c.531]

С помощью термохимических расчетов, основанных на определении энтальпии, энтропии и свободной энергии в основной системе кремнезема, Мозесман и Питцер построили диаграмму фазовых равновесий для модификаций кремнезема (фиг. 433). Данные вычислялись по определениям Сосмана изменений объйиов з и величины изменений давление — температура по уравнению йР1йТ = Д5/ДК. Вызывает сомнение вопрос, можно ли такой способ расчета применять к превращениям типа р-кристобалита, которые протекают постепенно. Для превращения скачком этот метод достаточно надежен и представляется возможным. Точно так же допущение, согласно которому пограничные кривые можно приближенно изобразить прямыми линиями, отвечает результатам Бриджмена , по крайней мере при давлениях до нескольких тысяч атмосфер. Относительно условий устойчивости фаз можно считать очевидным, что кварц находится в состоянии устойчивого равновесия с расплавом при умеренно высоких давлениях, в тройной точке кварц —кристобалит —расплав при 1715 10 Ч] и 1160 500 атм. Вторая тройная точка кристобалит — [c.405]

Выдержав чистый кристаллический кварц при температуре 1350°С в течение 144 часов в сухом состоянии Ф.ергусон и Мервин получили в основном кристобалит и некоторое количество тридимита, устойчивого в этом температурном интервале, Квенсель превратил кварц в тридимит с помощью тепловой экспозиции в присутствии вольфрамата натрия в качестве минерализатора, Симидзу , измеряя электропроводность, наблюдал замечательное явление превращения а-кварца в а-тридимит. Поверхность кварцевой пластинки в этом опыте была ориентирована параллельно главной оси для такой же пластинки, расположенной перпендикулярно к оси, никакой прерывности в электропроводности при 870° обнаружено не было. [c.412]

Полиморфные превращения кремнезема, как это видно из рис., 55, сопровождаются значительными изменениями теплоемкости, величины которых были уточнены Мосесмэном и Питцером [352] на основе определения теплосодержания очень чистых препаратов кварца, тридимита и кристобалита. Свободная энергия образования различных обычных модификаций кремнезема из кристобалита, по Мосесмэну и Питцеру, приведена на рис. 56. Из этого рисунка устанавливается, что температура превращения а-кварца в а-кристобалит (Д =0) равна 1027° (1300° К). Тройная точка кварц — кристобалит — расплав существует при температуре 1730° и давлении 1160 + 500 атм (температура исправлена нами по новейшим определениям температуры плавления кристобалита). [c.124]

Растворимость кремнезема в перегретом водяном паре имеет большое значение для геологии в связи с явлениями пневматолиза, а также для пароэнергетики (паровые котлы и турбины высокого давления). На лопатках паровых турбин должны осаждаться растворенные в паре вещества, в том числе кварц — при температуре. 380—150°, кристобалит — при 150—80°, аморфная кремнекислота — при 150—40° [419]. [c.131]

Все модификации SiO., при определенных температурах обнаруживают незначительные изменения оптических Boii TB, что объясняется обратимым искажением решетки. В соответствии с этим говорят о а- и р-модификации кварца, тридимита и кристо-балита, причем сс-кварц переходит в Р-кварц при температуре 573°, а-трндимит в -тридимит при 120—160°, а а-кристобалит в Р-кристобалит при 200—275°. [c.169]

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]

При длительном нагревании при 1150°С коэсит переходит в кварц, который затем превращается в кристобалит. При более высоких температурах коэсит непосредственно переходит в кристобалит. Эта форма кремнезема характеризуется высокой плотностью — 3,01-10 кг/м . Показатель преломления — 1,602, температура плавления 1700 °С. В кислотах, включая плавиковую, коэсит растворяется гораздо хуже кварца (следует отметить, что [c.34]

Введение минерализаторов снижает температуру превращения кварца в кристобалит с 1050 до 700—900 °С. Интенсивное образование устойчивого тридимита из метакристобалита наблюдается лишь при повышении температуры до 1300 °С в присутствии минерализаторов. [c.41]

Некоторые полиморфные разновидности кремнезема SiOj. Диокспд кремния имеет множество полиформных модификаций уже при атмосферном давлении кварц, тридимит, кристобалит. Каждая модификация имеет еще а- и (3-форму. При комнатной температуре устойчивой модификацией является а-кварц. Остальные формы являются высокотемпературными и, таким образом, метастабильны в нормальных условиях. [c.155]

Известно много случаев, когда одно и то же вещество существует в различых кристаллических формах, т. е. отличается по внутреннему строению, а потому и по своим физико-химическим свойствам. Такое явление называется полиморфизмом. Например, для двуокиси кремния известны три модификации кварц, тридимит и кристобалит. При определенной температуре устойчивым, является только одно из полиморфных видоизменений вещества.Так, при обычной температуре устойчивая форма ЗЮг — кварц, тридимит устойчив в интервале 870—1470 , кристобалит — выше 1470 . Переход неустойчивой формы в устойчивую при низкой температуре часто происходит очень медлен- [c.248]

Кроме четырех основных модификаций кремнезема, на диаграмме представлены три новые модификации, располагающиеся внутри областей существования Р-кварца. Все эти модификации неустойчивы и могут быть получены только путем быстрого охлаждения жидкого расплава или высокотемпературных модификаций. Так, из а-кристобалита или из жидкого расплава можно получить Р-кристобалит. Тридимит в аналогичных условиях образует две неустойчивые модификации р-тридимити у-тридимит. Получаются они при охлаждении а-тридимита, а также при переходе от кварцевого стекла или а-кристобалита. В обычном динасе при низких температурах мы всегда наблюдаем р-тридимит, тогда как при нагревании в динасе возникает в основном а-тридимит. [c.178]

Диоксид 5102 — наиболее характерное и устойчивое кислородное соединение кремния. Он образует три кристаллические модификации кварц, тридимит и кристобалит. Недавно были получены новые модификации ЗЮз — стишовит и коусит. Последние существуют только под высоким давлением, а при нормальных условиях самопроизвольно превращаются в кварц. Описаны также волокнистые модификации 510о (халцедон и кварцин). Кроме того, на дне морей и океанов из водорослей и инфузорий образуется аморфный 5162. В целом диоксид кремния — самый распространенный оксид в земной коре. Кварц, тридимит и кристобалит могут превращаться друг в друга, однако эти переходы сильно заторможены. Вследствие этого тридимит и кристобалит, несмотря на свою термодинамическую нестабильность, могут неограниченное время сохраняться при комнатной температуре и существовать в природе в виде самостоятельных манералов. Каждая из этих кристаллических модификаций, в свою очередь, может находиться в виде двух или большего числа взаимно превращающихся форм, из которых ач]х)рма устойчива при комнатной, а р< )орма — при более высокой температуре. Ниже приводим схему взаимных переходов кристаллических модификаций диоксида кремния [c.202]

Одно и то же вещество может существовать в зависимости от внешних условий, температуры и давления в различных кристаллических формах. Такое явление называется полиморфизмом. Например, для углерода известны алмаз и графит, для диоксида кремния SiOg — кварц, тридимит и кристобалит. При данных температуре и давлении устойчивой является одна кристаллическая модификация, однако ввиду медленности процесса перехода одной кристаллической формы в другую в одних и тех же условиях часто можно наблюдать несколько полиморфных модификаций одного и того же вещества, причем одну из них называют сйгабильной, остальные, способные со временем переходить в стабильную форму, — метастабильными. [c.289]

Поскольку фазовые превращения между главными модификациями происходят очень медленно, при достаточно быстром нагревании более низкотемпературные, чем а-кристобалит, формы Si02 (кварц, тридимит) могут непосредственно перейти в расплав, минуя фазу кристобалита. Например, кварц можно расплавить, минуя фазы тридимита и кристобалита. Температура такого метастабильного плавления будет значительно ниже равновесной температуры плавления кристобалита. Указанная медленность превращений обусловливает также то, что а-кристобалит при охлаждении превращается в метастабильный р-кристобалит, а не в равновесную форму а-тридимита, а последний — в метастабильные Р- и у-тридимит, а не в а-кварц. [c.209]

Из кварца при нагревании или из кварцевого стекла при охлаждении в качестве первичной фазы в щироком интервале температур стремится выделиться кристобалит. Этот первично возникающий кристобалит называется метакристобалитом. Данный характер превращений соответствует правилу ступеней Оствальда, поскольку из всех кристаллических форм ЗЮг кристобалит в щироком температурном интервале является наименее устойчивой формой ЗЮг (обладающей больщей упругостью пара). [c.209]

Коэсит был получен в 1953 г. Л. Коэсом прокаливанием смеси метасиликата натрия с дифосфатом аммония при температуре 500... 800°С и давлении 3500 МПа в течение 15 ч. Эта разновидность кремнезема может быть получена и из других кремнеземсодержащих смесей при температуре >800°С и давлении 3500... 13 500 МПа. Коэсит представляет собой прозрачную тонкозернистую разновидность 310г, обладающую по сравнению с кварцем повыщенной плотностью (3,01-10 кг/м ) и твердостью. Легко превращается в кварц при высоких температурах в области устойчивости последнего, при 1700°С переходит в кристобалит. Обнаружен в природе в метеоритных кратерах. [c.209]

Стишовит (стиповерит) впервые был получен в 1961 г. советскими учеными С. М. Стишовым и С. В. Поповой при температуре 1200... 1400°С и давлении >1,6-10 МПа. Образуется из чистого кварца при указанных температурах в области давлений (1. .. 1,8) Ю МПа. Стишомит является наиболее плотной (4,35-10 кг/м ) из известных разновидностей кристаллического 8102, от других форм ЗЮа отличается нерастворимостью в НР. Прокаливание стишовита при 900°С приводит к его превращению в кристобалит. Обнаружен в природе в метеоритных кратерах. [c.210]

Особенно важно получить а-кварц, а-тридимит, а-кристобалит, так как соответствующие им модификационные переходы сопровождаются уменьшением удельного веса. Так, при переходе а-кварца в а-тридимит удельный вес SIO2 падает с 2,533 до 2,228 а объем увеличивается на 12—13%. Объемные изменения являются причиной термической нестойкости изделия образуются трещины, нарушается монолитность кладки, что может привести к разрушению печи. Для получения изделия из кварца, сохраняющего при высоких температурах свою форму и прочность, нужно провести предварительную тридимитизацию кремнезема. Для этого отформованное сырое изделие подвергают медленному обжигу, длящемуся 9—12 суток, по определенному режиму с выдержкой при максимальной температуре 1430— 1460° С. Нагрев производится в течение пяти—семи, а охлаждение четырех—пяти суток. [c.232]

SI02. Для твердой двуокиси кремния известны три кристаллические формы — кварц, тридимит и кристобалит, каждая из которых термодинамически равновесная в определенной области температур [c.683]

Скорость растворения зависит от вида присутствующей модификации. При равном размере частиц, например, за 1 нас в 1 %-ной плавиковой кислоте при 100° растворяются следующие количества различных модификаций Si02 кварц 5,2%, тридимит 20,3%, кристобалит 25,8%, аморфная SiOz 52,9% [59]. Кроме того, отчетливо наблюдается повышение скорости реакции в температурном интервале превращения [60]. Известны большие различия в растворимости разных окислов, нагревавшихся до высокой температуры. [c.261]

Каркасы, сложенные только из тетраэдров [8104], имеют основное значение для структур кристаллических модификаций кремнезема, таких, как кварц, тридимит и кристо балит. а-Тридимит, имеющий наивысщую симметрию, представляет превосходную модель гексагональной аранжировки ионов кислорода в совершенно правильной тетраэдрической координации с центральными ионами кремния (фиг. 52). Каждый ион кислорода принадлежит одновременно двум тетраэдрам [Si04] угол в группе Si—О—Si равен 180°. Устойчивый при высокой температуре а-кварц -(фиг. 53) характеризуется аналогичным строением в гексагональных группировках вдоль гексагональных винтовых осей (геликоиды с двойной нарезкой). Угол между связками Si—О в общих тетраэдрических верщинах составляет 150°. Это справедливо также для структуры -кварца с -более низкой симметрией, в которой ионы кремния и кислорода несколько смещены из положений с более высокой симметрией. Наконец, в а-кристобалите (фиг. 54) тетраэдры [8104] аранжированы подобно атомам В алмазе одна вершина всегда обобщена с одним ионом из кислородного мостика. В направлении тройной оси симметрии в. структуре кристобалита каждый четвертый слой ионов тождествен первому, тогда как в тридимите первый слой совпадает С третьим. Угол Si—О—Si в кристобалите равен 180°, так же, как в тридимите. [c.49]

Кристаллизация геля происходит не только при высоких температурах, но и в постаревших гелях кремнекислоты. В естественных опалах а-кристобалит был установлен рентгенографически. Это замечательное явление-присутствие кристаллической фазы в геле —установили Левин и Отт о, хотя область устойчивости кристобалита характеризуется гораздо более высокими температурами. Грейг сравнил это неустойчивое образование кристобалита с явлениями кристаллизации (см. В. II, 10). Энделл, Вильм и Гофман а также Грунер обнаружили кристобалит во многих глинистых осадках геологически молодых отложений, который ассоциировал с монтмориллонитом и опалом , например в вайомингском бентоните, содержащем 30% частиц кристобалита (в фракции с диаметрами частиц меньше 1,25 ц). При увеличении количества кварца количество кристобалита уменьшается вследствие его превращения в кварц. В глинистых осадках старше мелового возраста Грунер остаточного кристобалита не наблюдал, [c.291]

B. И. Герасимовский Вопросы минералогии, геохимии и петрографии, сборник, посвященный памяти Ферсмана, М., АН СССР, 1946, 115—121) описал кристаллизацию опала, представляющего интерес по содержанию в нем фтористого натрия, оказывающего минерализующее действие. Нагреванием при температурах 640—700° С опал изменяется в кристобалит и кварц, ц по рентгенограмме можно установить присутствие примеси фтористого натрия с виллиомитом. О мета-коллоидном гидротермальном опале и халцедоне см. также В. С. Кормилицын [588], 80, 1951, 269—272. [c.292]

На основании общих положений Бюргера можно сделать весьма важные выводы, позволяющие дать более полное объяснение многим явленияму сопровождающим реакции превращения. Относительно действия флюсов (катализаторов) можно сказать, что они способствуют расчленению структуры реагирующей фазы они разделяют куски структуры, заменяя связь между ними в структуре связями в растворителе и, таким образом, снова собирая их в единицы новой образующейся фазы. Превращение в отсутствии флюса особенно тормозится,, если реагирующая фаза измельчена до тонкого порошка, так как в каждом зерне должны образоваться отдельные зародыши новой фазы. Кроме того, перенос тепла в этих случаях осуществляется главным образом с помощьк> излучения и сильно замедляется внутренними поверхностями порошковатых частиц. Состояние чрезвычайно высокой дисперсности свойственно опалу, в котором а-кристобалит весьма устойчив и поддается определению. Различные размеры зерен кристобалита, выросшие при высоких температурах, являются главным фактором, определяющим температуру превращения а->-Р, т. е. причиной поразительно широкого температурного интервала (200— 27б°С), в котором изменяется температура превращения в зависимости от термической истории данного образца (см. В. II, 6). В значительно меньшей степени те же явления наблюдаются в тридимите и кварце, но наиболее-благоприятным фактором для описанной выше аномалии превращения служит открытая структура кристобалита. В ней заключается также причина дисторционной неупорядоченности в кристобалите, вызывающей вращательное движение групп 5Ю4] в каркасе структуры (см, А. [c.392]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология