СИЛИКАТНЫХ СИСТЕМ В СОСТОЯНИИ

Диаграмма состояния бинарной силикатной системы [c.418]

В конденсированных силикатных системах упругость иаров твердых фаз крайне мала и существенно не меняется с изменением температуры. Иными словами, практически давление газообразной фазы можно считать постоянной величиной, не влияющей на состояние равновесия, и в этом случае правило фаз будет иметь вид [c.47]

При практическом использовании диаграмм состояния учитывают особенности силикатных систем, которые приводят к отклонениям от равновесных состояний. В силикатных системах вследствие высокой вязкости расплавов и малой скорости диффузионных процессов истинное равновесие устанавливается с большим трудом. Это способствует сохранению различного рода неравновесных состояний, переохлаждению расплавов, возникновению стеклообразного состояния. Наиболее отчетливо неравновесные состояния проявляются при охлаждении, осуществляемом со сравнительно высокой скоростью. Возможность фиксации неравновесных состояний при резком охлаждении используется как положительный фактор в производстве стеклоизделий, материалов, содержащих стекловидную фазу, и др. [c.48]

Учитывая большое значение коллоидно-химических явлений для объяснения процессов, происходящих при синтезе керамики, стекол, гидратации и твердении цементов, большой раздел учебника посвящен свойствам веществ в высокодисперсном состоянии применительно к силикатным системам. [c.4]

В связи с этим возникает вопрос если силикатные системы склонны к фиксации неравновесных состояний, то насколько применимы диаграммы состояния, характеризующие только равновесные состояния, для оценки реальных процессов, происходящих в силикатных системах Следует прежде всего отметить, что непосредственно в процессе обжига многих силикатных продуктов при высоких температурах, когда образуется жидкая фаза, их состояние приближается к равновесному. Это равновесие нарушается обычно только в процессе слишком быстрого охлаждения, которое имеет место при изготовлении многих силикатных материалов, поэтому, поскольку непосредственно в процессе обжига, являющейся важнейшей операцией при изготовлении силикатных продуктов, их состояние близко к равновесному, диаграммы состояния соответствующих систем вполне применимы для оценки происходящих при обжиге процессов. Более того, именно потому, что силикатные системы склонны к фиксации неравновесных состояний, четкие представления о характере взаимодействия и направления процессов получаются именно при изучении диаграмм состояния. Тем не менее при исследовании той или иной реальной силикатной системы с использованием ее диаграммы состояния необходимо, исходя из конкретных особенностей и условий существования системы, делать соответствующие поправки на возможность сохранения в системе метастабильных состояний. [c.201]

Применение динамического метода построения диаграмм состояния для силикатных систем ограничено тем, что скорость достижения равновесия в этих системах часто мала и высоковязкие силикатные расплавы весьма склонны к переохлаждению. В связи с этим метод построения кривых охлаждения для силикатных систем может дать искаженные результаты. В этом отношении метод построения кривых нагревания, когда кривые строятся не при охлаждении расплава, а при нагревании твердой смеси компонентов, дает более достоверные результаты, поскольку при этом исключается влияние обычного в силикатных системах переохлаждения. Однако в общем случае более приемлемым и, как правило, обычно применяемым методом построения диаграмм состояния силикатных систем является статический метод (метод закалки). [c.283]

Диаграммы состояния дают наиболее ясное.представление о взаимодействиях между компонентами и новыми соединениями, твердыми и жидкими фазами и других процессах, имеющих место в силикатных системах. С помощью диаграмм определяют химический состав отдельных фаз, температуры начала и завершения процессов плавления и кристаллизации, изменение соотношения между жидкими и твердыми фазами. В про- [c.354]

Для большинства очень вязких, чрезвычайно медленно реагирующих и кристаллизующихся силикатов метод снятия кривых охлаждения почти никогда не позволяет с достаточной точностью определить температуру плавления. Снятие кривых нагревания и непосредственные наблюдения в этом случае имеют значение только при особых условиях, поскольку перегрев может достигать 150°. Поэтому при исследовании силикатных систем, как правило, поступают следующим образом. Пробу известного состава при определенных условиях дважды расплавляют до стеклообразного состояния и полной гомогенности. После этого пробу выдерживают длительное время (в некоторых случаях в течение недели) при постоянной температуре вблизи точки затвердевания, а затем быстро охлаждают. Последующее микроскопическое исследование показывает, произошло ли образование или исчезновение кристаллической фазы. Пробы, которые находились в расплавленном состоянии, как правило, при быстром охлаждении образуют только стекло. В сложных силикатных системах, особенно при появлении твердых растворов, а также в случае кристаллических превращений оценка результатов оказывается затруднительной и требует иногда привлечения рентгенографических методов [28]., [c.562]

Условия, существующие в силикатных системах, особенно неблагоприятствуют применению этого динамического метода. Не только низкая теплопроводность силикатов по сравнению с металлическими и солевыми системами, но главным образом свойство силикатов сохранять неравновесные состояния вследствие инертности реакций в них и особенностей процесса плавления [c.369]

Как показывают исследования кристаллизации цеолитов в алюмо-силикатных системах, термодинамические параметры (температура, давление, концентрация) далеко не всегда определяют конечные результаты процесса. Значительное влияние на эти результаты могут оказывать природа и состояние реагентов, используемых при синтезе цеолитов, предварительная обработка исходных алюмосиликатных смесей, не приводящая к изменению химического состава системы, затравки, условия перемешивания и другие, часто трудноконтролируемые факторы. В таких случаях для понимания особенностей кристаллизации цеолитов исследование кинетических аспектов кристаллизации приобретает исключительное значение. [c.222]

Для реакций в силикатных системах достижение устойчивых равновесий чрезвычайно затруднено из-за малой поверхности раздела фаз, высокой вязкости расплавов и большой склонности силикатов к образованию неустойчивых состояний (стеклообразование, образование коллоидных растворов и т. д.). [c.47]

Приложение правила фаз к вопросам изучения высокотемпературных равновесий в силикатных системах оказалось весьма плодотворным, и в настоящее время учение о гетерогенных равновесиях в этих системах, изображаемых обычно графически в виде-соответствующих диаграмм состояния, представляет наиболее-детально развитый отдел физической химии силикатов. [c.140]

Вторичную кристаллизацию, протекающую в процессе охлаждения пробы, частично можно предотвратить, уменьшая навеску, употребляемую для обжига целый ряд силикатов удалось получить в стеклообразном состоянии, уменьшив величину проб от обычно применявшихся в 0,1—0,2 г до 0,02—0,01 г. Однако в ряде случаев и эта мера не приносит желаемых результатов. Для исследования термических превращений в подобных, кристалли зующихся с большими скоростями силикатных системах, применяют динамическую методику термического анализа. [c.146]

Так как в силикатных системах, плавящихся при очень высоких температурах, влияние давления обычно не учитывается, то в качестве переменных, определяющих то или иное состояние системы, по координатным осям откладывают температуру и концентрацию одной из компонент. Если ее обозначить через то концентрацию второй компоненты в изучаемом составе всегда можно определить по выражению y= iOO—х) и диаграмма состояния системы сводится, таким образом, к двухмерному графику. [c.152]

В тех относительно редких случаях, когда учитывается влияние давления, как, например, в силикатных системах, содержащих легко летучие компоненты ( Og, П2О и т. п.), равновесные состояния изображаются уже в виде трехмерных пространственных диаграмм, в координатах температура, давление и концентрация. [c.152]

Характеристики основных точек диаграммы состояния калиево-силикатной системы приведены в табл. 35. [c.314]

С рядом весьма сложных диаграмм состояния приходится встречаться не только в случае сплавов металлов, но и при изучении силикатов, т. е. соединений, в состав которых входят группы (ионы) 51тО . Окись кремния в сочетании с окислами различных других элементов образует ряд весьма разнообразных систем, которые служат материалом для изготовления цемента, огнеупоров, керамики, стекол, катализаторов или подкладок для катализаторов. Изучению структур силикатов посвящено очень много работ, в которых используются разнообразные методы, в том числе и методы физико-химического анализа. Диаграммы состояния силикатных систем бывают очень сложны вследствие образования ряда промежуточных соединений из основных компонентов системы и вследствие способности многих соединений, а также и исходных компонентов переходить по мере охлаждения от одной кристаллической модификации к другой. Кроме того, в силикатных системах нередко образуются твердые растворы. [c.418]

Диаграмма состояния тройной системы СаО—AI2O3—SiOa. В силикатных системах часто приходится встречаться с вещества- [c.112]

Стек.та образуются не только в неорганических силикатных системах, они характерны и для других классов веществ. Как ВНД1ТО из табл. 18.2, вещества с любы.м типом химической связи способны переходить в стеклообразное состояние. Каждая группа материалов обычно имеет различный тип структуры, и, еле- [c.191]

В реальных, особенно силикатных, системах часто приходится встречаться с так называемым метастабильным равновесием. Это такое равновесие, при котором некоторые бесконечно малые воздействия не вызывают, а другие могут вызывать конечные изменения состояния системы, в результате которых система переходит в стабильное устойчивое состояние. В подобном метастабильном состоянии система имеет больщее значение энергии Гиббса по сравнению с устойчивым стабильным состоянием, но может при соответствующих условиях, определяемых, например, чисто кинетическими факторами, сохраняться сколь угодно долго. Стабильное состояние для данной системы при данных параметрах всегда одно, а метастабильных может быть несколько. Примерами метастабильных равновесий являются пересыщенный раствор, переохлажденная жидкость, в частности стекло, и т. д. [c.195]

Последовательность фазовых изменений, осуществляемая в соответствии с диаграммой Феннера, относится только к равновесным условиям. Однако в реальных условиях в этой системе, как и во многих других силикатных системах, наблюдаются существенные отклонения от равновесных состояний. Можно указать на следующие характерные для системы SiOa отклонения. [c.208]

Таким образом, щелочные силикатные системы — жидкие стекла представлены широким диапазоном составов, характеризующихся разной щелочностью, различной природой катионов (включая органические), р ЭЭличным составом силикат-анионов от мономерных до высокополимерных, присутствием в системе коллоидного кремнезема различных форм, различным агрегатным состоянием связок от жидкостей до порошков. В этом многообразии систем традиционные и широко применяемые в промышленности натриевые и калиевые жидкие стекла представлены сравнительно узким диапазоном составов и являются по существу частным случаем жидких стекол. Жидкие стекла, как видно из приведенной классификации, характеризуются широким диапазоном составов, а следовательно, и свойств. Специфической особенностью таких систем является то, что при монотонном (непрерывном) изменении химического состава по мере уменьшения щелочности от высокощелочных систем до золей кремнезема, происходит изменение их свойств, связанное с принципиальными изменениями физико-химической природы растворов, в частности с появлением в системе высокополимерного кремнезема в коллоидной форме. [c.8]

Взаимодействие растворов щелочных силикатов с растворимыми солями других поливалентных металлов, таких как цинк, кадмий, медь, никель, железо, марганец, свинец и другие, во многом протекает аналогично взаимодействию с солями щелочноземельных металлов. Образование студенистых осадков малорастворимых гидроксидов металлов происходит еще более легко и также способствует созданию мембран на границах смешиваемых фаз. Образование кристаллических продуктов тоже маловероятно ввиду полимерности не только анионов, но и катионов. Редкое исключение составляет относительно легко кристаллизующийся силикат меди, образующийся при взаимодействии щелочных силикатов с растворами сульфата или хлорида меди. В местах контакта фаз pH резко изменяется, так как ионы гидроксила поглощаются катионами поливалентного металла, что способствует полимеризации кремнезема. Поверхность студенистых осадков более развита и склонность к адсорбции и соосаждению различных ионов больше. Продукты взаимодействия представляют собой смесь гидроксидов, силикатов и основных солей в аморфном состоянии, причем соотношение между ними определяется теми же условиями проведения реакции. Оксиды цинка и свинца, в том числе сурик РЬз04, осаждают кремнезем из растворов жидких стекол, причем их активность зависит от температурной обработки, которой они подвергались. Хорошо сформированные состарившиеся окислы большинства тяжелых металлов практически инертны в щелочных силикатных системах. С высшими окислами молибдена и вольфрама, находя-, щимися в ионной форме молибдатов и вольфраматов, в кислых средах мономерный кремнезем образует гетерополикислоты. Полимерные и коллоидные формы кремнезема взаимодействуют с молибденовой кислотой медленней по мере образования мономерных форм, на этом основано условное деление общего содержания кремнезема в жидких силикатных системах на растворимый (а-5102) и коллоидный. Хроматы и бихроматы осаждают кремнезем из растворов щелочных силикатов, при этом отмечается появление полезных технических свойств осажденных форм. [c.62]

Реакции жидких стекол с некоторыми металлами и металлоидами основаны исключительно на щелочных свойствах силикатных растворов, поэтому с высокомодульными стеклами они практически не протекают. Такими реакциями являются реакции диспропорционирования галогенов и серы в щелочных растворах с образованием галогенидов и гипогалогенидов и, соответственно, сульфидов и гипосульфитов. Кальций, барий и щелочные металлы восстанавливают водород из воды, и эта реакция с растворами силикатов протекает при любых pH практически до конца. Металлический цинк, алюминий, кремний в мелкодисперсном состоянии тоже вытесняют водород из воды при высоких pH, образуя твердеющие системы. В частности хорошо известны цинковые противокоррозионные покрытия по железу на жидкостекольной основе. В щелочных силикатных системах окисление цинка, кремния и алюминия может замедляться на какой-то стадии взаимодействия, при этом образуются не вспучивающиеся в дальнейшем от выделения водорода самотвердеющие системы. Подобной активностью по отношению к жидким стеклам обладают некоторые силициды, в частности силицид железа. [c.63]

Дзигмонди исследовал дисперсоиды сульфидов вольфрама, молибдена, свинца, сурьмы, меди, серебра, никеля, железа и т. д. в стеклах, которые он считал истинными коллоидами. Большое значение явлений растворяющих сульфидов очевидно в случае силикатных шлаков, образующихся в многочисленных металлургических процессах, в которых сульфиды растворяются в очень тонкодисперсном состоянии в качестве коллоидных ингредиентов (см. Е. II, 6 и ниже). Посредством коагуляции эти сульфидно-силикатные системы легко расщепляются, в результате чего образуются макроскопически видимые суспензии и выделения . [c.271]

Специфическим методом для исследования фазовых равновесий в силикатных системах служит статический метод. При этом методе стабилизация фазового состояния образца достигается выдержкой его в течение достаточно долгого времени при постоянной температуре. Продолжительность тепловой экспозиции зависит от природы исследуемого вещества и иногда продолжается несколько дней или недель, если реакции в веществе протекают очень медленно. Как правило, силикаты легко переохлаждаются (см. В. I, 118 и ниже) они имеют тенденцию сохранять изотропное (жидкое) состояние в быстроохлажденном расплаве при температуре ниже температуры равновесия кристаллов с расплавом. В статическом методе это специфическое свойство использовали закаливая вещества при температу- [c.371]

В силикатных системах из расплавов часто первой образуется неустойчивая модификация, а не стабильная фаза. При этом обычно появляется модификация, более близкая к стабильной фазе, из расплава которой она кристаллизуется. Вильгельм Оствальд выразил этот эмпирический факт в виде простого правила превращения в неустойчивой системе происходят последовательно шаг за шагом . При кристаллизации стеклообразного кремнезема, представляющего при 1200°С неустойчивую фазу, из переохлажденного расплава сначала выделяется кристобалит, а затем тридимит, так как кристобашит- ближайшая неустойчивая кристаллическая фаза, образующаяся из переохлажденного кварцевого стекла. Другой яркий пример представляет собой система . ЫаА15104, в которой а-карнегиит наиболее близок к стеклообразному состоянию и подобно стеклу легко кристаллизуется в виде неустойчивой фазы с каркасной структурой кристобалита (см. А. II, 220 и 221) устойчивая же фаза, нефелин, относится к кристаллической группе (см. В. I, 71) с каркасом тридимита. Правило Оствальда имеет особенно важ- [c.389]

Если мы располатае. 1 в настоящее вре.мя достаточно обширной оригинальной и переводной литературой по кристаллохимии силикатов, по стеклообразному состоянию силикатов, по гетерогенным равновесиям в силикатных системах, то совершенно иная картина наблюдается в отношении коллоидной химии силикатов. Поэтому перевод и издание монографии Р. К. Айлера Коллоидная хи.мия кремнезема и силикатов должны в определенной степени восполнить указанный пробел в литературе по химии силикатов. [c.3]

Выше, на рис. 109, изображена, единственная по существу, диагралша состояния однокомпонентной силикатной системы, полученная опытным путем. На этой диаграмме существует одна инвариантная точка, отвечающая условиям равновесия меж-ду аКзО 4510 —рК 0 48102 и расплавом. [c.151]

Диаграмма состояния калиево-силикатной системы изучена в области 30—100%мол SiOa. Рис. 229 воспроизводит диаграмму [c.314]

Диаграмма состояния натриево-кальциево-силикатной системы исследована в области, ограниченной кремнеземом и метасиликатами натрия и кальция, т. е. изучена та часть диаграммы, которая предстЕВ яет наибольший практический интерес. Эта часть охватывает область, внутри которой расположены составы промышленных натриево-кальциево-силикатных стекол. [c.328]

Те же авторы измерили показатель преломления, температуру размягчения и коэфициент термического расширения некоторых стекол калиево-свинцово-силикатной системы. Результаты измерений представлены на рис. 264. На этом же рисунке указаны области устойчивых стекол, отмечены направления в изменении состава, ведуш,ие к снижению устойчивости стеклообразного состояния, показана область химически нестойких богатых РЬО стекол и область расслаивания на две жидких фазы. В области расслаивания расплав распадается на две фазы—два слоя, очень легко кристаллизуюн] иеся при охлаждении. Оба слоя были обследованы петрографически и был произведен химический анализ каждого из них. Оказалось, что верхний слой состоит из KaSiOa, нижний—из РЬО. [c.345]

Это первая трехкомпонентная силикатная система, которую тщательно изучали в течение ряда лет (1907—1915 гг.) Ранкин и Райт. Для полного исследования системы пришлось изготовить 1000 различных исходных смесей и произвести до 7000 термических опытов и микроскопических определений. Современный вид диаграммы состояния системы СаО—AI2O3—SiOj приведен на рис. 161, а кри- [c.254]

Диаграмма состояния калиево-силикатной системы изучена в области 30—100 мол. % ЗЮг. Рис. 209 воспроизводит диаграмму состояния этой системы. Из этой диаграммы видно, что между К2О и ЗЮг в этой части системы имеются два соединения— бисиликат и тетрасиликат калия К2О 23102 и К2О - 4ЗЮ2. [c.297]