80

Содержание

Введение 4

Лабораторная работа № 1. Определение скорости перерождения и степени тридимитизации кварцитов в процессе

обжига…………………………………………………………………..6

Лабораторная работа № 2. Влияние электролитов и поверхностно-активных веществ на структурно-механические свойства

суспензий……………………………………………………………...15

Лабораторная работа № 3. Определение вязкости стекла

по методу растяжения стеклянного образца………………………..23

Лабораторная работа № 4. Исследование склонности

расплавов к стеклообразованию..........................................................34

Лабораторная работа № 5. Изучение системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидкой

фазе ……………………………………………………………………45

Лабораторная работа № 6. Кинетика гетерогенных процессов, протекающих при синтезе силикатных материалов…………..53

Лабораторная работа № 7. Кинетика спекания смесей на

основе стекла.........................................................................................58

Лабораторная работа № 8. Расчетные методы построения кривых ликвидуса……………………………………………………..67

Приложение 1………………………………………………….74

Библиографический список..................................................... 75

Введение

Расширение ассортимента и создание новых материалов с особыми свойствами стали возможны благодаря теоретическим и экспериментальным исследованиям в области физической химии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов.

Физическая химия силикатов традиционно включает в себя разделы, посвященные учению о фазовых равновесиях и диаграммах состояния гетерогенных систем, строению и свойствам силикатов и других тугоплавких соединений в кристаллическом, аморфном, жидком, высокодисперсном состояниях, а также высокотемпературным процессам синтеза, обусловливающим формирование продуктов.

Состав, структура и свойства отдельных фаз, в виде которых соединения участвуют в процессах синтеза и присутствуют в готовых технических продуктах, оказывают большое влияние как на физико-химические процессы получения, так и на свойства полученных изделий. Свойства соединений решающим образом зависят от особенностей их строения на атомном уровне, типа реализуемой в них связи, степени дефектности и характера дефектов кристаллической решетки вещества. Для многих соединений характерен полиморфизм, оказывающий большое влияние как на процесс получения, так и на конечные свойства вещества.

На свойства веществ в высокодисперсном состоянии применительно к различным системам оказывают большое влияние коллоидно-химические явления, с помощью которых можно объяснить процессы, протекающих при синтезе керамики, стекол, портландцементного клинкера, а также гидратации и твердении цементов.

Данные о термодинамических свойствах равновесных фаз и их геометрическая интерпретация в виде диаграмм состояния представляют собой научный фундамент, основываясь на котором можно осуществлять разработку технология многих важных продуктов, в том числе и силикатов. Эти данные позволяют установить теоретически достижимые параметры технологических процессов, оценить их движущую силу, обусловливающую скорость протекания процесса, определить состав и, следовательно, ожидаемые свойства материалов, оценить стабильность синтетических продуктов в различных условиях эксплуатации и т.д.

При высокотемпературной обработке сырьевых материалов протекают различные физико-химические процессы (в том числе твердофазовые реакции, плавление спекание, кристаллизация, рекристаллизация). Управлять процессами получения материалов невозможно без детального знания механизма и кинетики этих процессов, а также технологических факторов, позволяющих влиять на их протекание.

Настоящий лабораторный практикум включает следующие лабораторные работы: по изучению процесса полиморфизма кремнезема (разделы – силикаты в кристаллическом состоянии, однокомпонентные системы и диаграммы состояния); исследование поведения высокодисперсных материалов в дисперсионной среде (раздел силикаты в высокодисперсном состоянии); по изучению свойств стекла (раздел – стеклообразное состояние); по исследованию склонности расплавов к кристаллизации (разделы – силикаты и другие тугоплавкие соединения в расплавленном состоянии, кристаллизация расплавов); по исследованию процесса ликвации (раздел – фазовые равновесия и диаграммы состояния двухкомпонентных систем); по исследованию скорости процесса взаимодействия веществ в твердой фазе (раздел – твердофазовые реакции); по изучению процесса спекания (раздел – все виды спекания).

Вначале студент получает допуск к выполнению лабораторной работы: для этого необходимо знать основные понятия, определения по данной тематике, методику выполнения работы, используемые формулы для расчета. После этого необходимо получить индивидуальное задание для выполнения.

По завершении выполнения работы, всех расчетов и, сделав выводы, необходимо подписать выполнение у преподавателя и получить задание для защиты лабораторной работы.

В результате изучения дисциплины – прослушав курс лекций, выполнив и защитив лабораторные работы, выполнив самостоятельную работу в виде индивидуальных заданий и курсовой работы, студент может самостоятельно использовать методы физико-химического анализа для исследования силикатных и других тугоплавких неметаллических материалов; проводить направленный синтез новых материалов с требуемыми свойствами, определяя оптимальные условия протекания процесса; владеть методиками получения, построения и расшифровки диаграмм состояния гетерогенных силикатных систем, необходимых для подбора составов и прогнозирования свойств строительных материалов, а также приобретает навыки управления технологическими процессами производства.