
книги из ГПНТБ / Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается
.pdfЗатем в значительно большем количестве выделяется вторая гене рация диопсида.
На рис. I , представлены спектры пропускания синтетичес
кого диопсида и |
с добавкой 0,5% |
окиси хрома. Все компоненты |
первой основной |
полосы поглощения у диопсида с добавкой окиси |
|
хрома сдвинуты |
в высоковолновую |
область спектра, а ее третья |
компонента состоит из трех максимумов, интенсивность которых обратнопропорциональна интенсивности соответствующих максиму мов з спектре диопсида.
Такие изменения, как отмечал , Л / могут быть вызваны за мещением катионов в четвертой координации.
Спектры синтетического анортита и с добавкой Р,5% окиси хромо подобны по конфигурации, но отличаются по интенсивнос ти и положению полос в спектре, а именно, все максимумы анор тита с добавкой окиси хрома ослаблены по интенсивности и сдви нуты ь высоковолновую часть спектра. Такие изменения обычно связаны с изменением номера плагиоклаза /12/. Поскольку в нашем случае состав -стекла соответствует стехиометрическому составу анортита, то наблюдаемые в спектре изменения можно отнести за счет вхождения хрома в решетку анортита. Такое замещение ионов Сг^+ —* приводит к появлению свободного кремнезема что и подтверждается появлением в спектре слабых максимумов 793-
778 см“*, относящихся к кремнезем.,. Особенностью спектра анор-^ тита с добавкой окиси хрома являются также наличие максимумов 440 и 420 см“^, окиси хрома*
Таким образом, можно сделать вывод, что окись хрома вхо дит в решетку анортита и диопсида, т.е.-хроы находитоя в низковалентном состоянии и, следовательно, образование шпкнелидной фазы при’ кристаллизации невозможно. Стекла из смесей диоп сида и анортита с добавкой окиси хрома не дали объемной крис- . таллизации. Увеличение количества окиси хрома до.1% приводит к сильному глушению.
Л и т е р а т у р а :
1. А.Г.Котлова. Труды ИГЕМ, АН СССР, 1957, зып. 30.
2 . Л.А.Еунива, В.Н.Шарай, В.Ф.Цитко, Н.И.Хринкова Сб. Стекло образное состояние. Вып. I , М.-Л., АН СССР, 1963 г.
3. А.В.Саруханишвили, ЕД1.Милюков. Сообщ» Груз. АН, 1967, т. 46, №I .
4. Ю.Д.Кручинин. Неорганические материалы, т ., N? 5, 1967 г.
240
3, Н.АЛ’оропов, В,О.Хотимчвнк£. Неорганические материалы,» 5, 1969 г.
6# P.Haym |,T09U2 a,H .Tanai<a.. B a tt.& o u j.J r u L u s b i.f i^ s .
h s i . O s a k a . , 1 2 , N Z , 1 9 6 1
?,П.У.Макмиллан. Стеклокерамика, "Мир", 1967 г .
6, Н,М, Павлушкин, П.Д.Саркиоов, Л.А.Орлова, В.В.Орлов, Л.С, Хайретдинова, Силикаты, 1973 г.
9, СЛ’.Сулоймснов, Т.А.АСдувалиев, Н.М.Павлушкин, И.И.Сороки на. Сб. Химическая технология и силикаты, Алма-Ата, 1974 г.
Ю , |
Н . К . Г П а О , B t № R t l X a z n e g i t * 7 r > s t , J n n u . R e p i . D t i . , 6 z o p h u s i . L e .6 . |
|||
|
/87/-1 9 7 2 . Rept W a s h i n g t o n D.C. < 9 7 2 , 5 3 8 - 5 4 . |
|
||
I I . |
В.С.Хотиыченко ^Автореферат, |
1967 г . |
|
|
12» C . S h e H o n , 7 o m p $ o n a n d |
fT ) i? to r \E .W a d s w o * £ A .. t f h e |
|||
|
A m e i l c a n m i n t z a t o g i r t , |
у. 48, |
5 - 6 , ррЗЭ к-3> /1 |
о |
C.T.БАДАЛОВ, С.Т.СУЛЕЙШЮЬ, а.А.аБДУРАИМСВ, Б.О.ЕСИМОВ, Т.А.АБДУЬАЛИЕВ
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГАББРОБОГО РАСПЛАВА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ЕГО ПОЛУЧЕ
НИЯ
Кристаллизация габбрового расплава, полученного путец постепенного нагрева шихты, как показали опыты и»еет сущест венные различия по сравнению с кристаллизацией расплава, об разованного при резком режиме.
°пыты производились на образцах габбро Агаджанского мес торождения- (Таджикской ССР). Минералого-химическая характерис тика породы и методика эксперимента Ъписаны нами ранее (Запиои Узбекиотанокого отделения Всесоюзного минералогического общества, в. 26, 1973 г .) .
Петрографический '• рентгенофаэовый анализы образцов сте кол сказали , что расплавы в обоих режимах при 1450°С гомоген ны. Одаако,уже при 1400°С в нижних частях тиглей появляются небольшие бесформенные коричневатые пятна на оощем желто-зеле новатом фоне стекла. Повышением температуры ,х350°С) в этих местах отлагаются рудные вкралленн.жи.заыатгые иногда дасе не вооруженным глащом. Количество их при 1300°С'возрастает g на рентгенограммах ясно выявляются dm 1,471; 1,'б00; 2>51 А
2ч1
принадленащие маггемиту.
Следует отметить, что раоплав, полученный при резком ре жиме нагрева, при ХЗОО°С дифференцируется, образуя два отли чающиеся по плотности отекла слоя в вертикальном разрезе.
Из расплава медленного нагрева при 1250°С наряду со вое еде продолжающимся выделением и ростам рудной фазы образует ся первая силикатная фаза-пироксен, а при 1200°С появляются редкие и очень мелкие несовершенные игольчатые образования плагиоклазов.
Иначе выглядит ралслаз резкого нагрева: при температуре
1200°С первым из силикатов образуется плагиоклаз |
( d ж 3,18, |
|
2,51, ,03 S)i причем он тпготе-ет в |
основном к верхним частям |
|
расплава. Пироксен же начинает кристаллизоваться |
при П50°С |
|
( d = 2.99, 2,51, 1,61 а ). |
для обоих расплавов бла |
|
Дальнейшее снижение температуры |
гоприятствует количественному росту и совершенствованию крис таллов.
Любопытны данные количественно-минералогического подсче та, произведенного линейным методом по усредненным пробам ко нечной .температуры кристаллизации ..(950°С) в объемных процен тах. Главная фаза-пироксен в закристаллизованных образцах из расплава медленного нагрева составляет - 69,4/6, а при резком режиме - 53,3%; плагиоклаз соответственно 2,3-12,0%, рудная фаза 19,6-23,6%, стеклофаза 8,7-11,1%.
В составе исходной породи предобладает м о н о кл и н н ы й амфи бол, за счет разложения которого при кристаллизации переплав
ленной |
породы образуется пироксен. |
" |
|
||
В |
виду |
того, |
что моноклинный |
амфибол |
имеет ленточный |
, структурный |
МОТИВ, |
СОСТОЯЩИЙ ИЗ / |
S'l 6^22 |
1!ЛИ / |
их перестройки на пирокоеновые цепочки не вызывает особых за труднений и является функцией времени.
При медленном нагреве шихты разложение амфибола начинает оя еде в твердой фаге, что сопровождается потерями летучих ко#/ понентов и окислением железа. Уже при 900°С по-видимому он превращается в роговую обманку типа базальтичосной. В дальней шем за счет эвтектики между роговой обманкой и плагиоклазом образуется жидкая фаза. Очевидно, при плавлении леиты и пояса разрушаются на отдельные цепочки, длины которых зависят от ус ловий правления распл.ча. Следовательно, каждой температуре соответствует свой равновесный структурный мотив расплаза.П{>| медленном нагреве образуется более гомогенный расплав, сооте;(
42 о
щий из радикалов / 5(2^6 ^ л ка1КОНОВ» При его охлаждении, естественно, будет кристаллизоваться ь основном моноклинный пироксен.
При пазком плавления шихты в отличие от амфибола плаги оклаз не успевает полностью вступить в реакцию с расплавом и ei'o каркасный мотив сохраняется. В результате из-за разности плотностей расплавов происходит дифференциация и полученный рчзплав характеризуется как неоднородный.
|
Количество платаоклазовых составляющих вдесь немного боль- |
В:>, чем в случае с медленным нагревом шихты. |
|
|
Таким образом, проведенными экспериментами установлено, |
ч |
раоплов, образованный при резком режиме нагрева, в отли- |
ч :з |
от расплава, полученного путем медленного нагрева шихты, |
до начала момента кристаллизации расслаивается (дифференциру
ется ). Как следствие этого явления меняетоя порядок |
образования |
и количественные соотношения минералов. |
|
При получении отеклокристалличеоких материалов |
из полно- |
кристаллических магматических пород необходимо плавку шихты про водить путем медленного нагрева ее, что обеспечит получение изделий о преимущественно пироксековым ооотавсм и высокими, физико-механичеокими свойствами,
Ы.А.ПЕТРОВА.
ЯВЛЕНИЕ ЛИКВА'Ул. И ДВОЙНЫХ СИЛИКАТНЫХ И ГЕРЫАНАТНЫХ СИСТШАХ С УЧАСТИЕМ ОКИСЛОВ Р .З .Э ..
В связи о разработкой новых стеклокристаллических матери алов в течение уже значительного времени ликвационным явлениям уделяатся большое внимание. Как показывают исследования, при рода несмешиваемости является веоьма сложной и определяется многими факторами.
Проведенное ранее в нашей лаборатории ивучение фазовых равноваоий бинарных оиликатных оиотем о р.в.8, и настоящее иооледование германатных оиотем гу>аволп*’ получить некоторые 'предотавления 'б общих закономерностях раоолоения в них в жидкой фазе > зависимости от характера вводимых катионов р.е.а, и ани онов (St и Ыз ). Для учаотиов, прилегающих к SiOg и в е 02 , ха рактерны значительные области стабильной ликвация, факт уше ствования которых был установлен на анщдифах о помощью поляри зационного микроскопа* Методом закалки от температуры обжига в образцах была зафиксирована двухфаанооть отекла» одна жид-
м г
Границы областей |
ликвации |
в некоторы х силикатны х и |
|
герм анатннх |
систем с |
р .з .э . |
|
|
|
|
Таблица |
!жонны * р а - ! тем пература ! концентрационны й Ю1те р -!те м п е р а тур а |
Ю остав критической т о ч - |
||
!д и ус Ln+3 ! сосуш ествова -?вал л иквац ии , мол.% |
4 кри таческой |
!к и , мол, %__ |
|
Система |
|
|
|
(Сену,
|
о |
15 - |
3 |
85 |
-9 7 |
- |
- |
1 ,0 4 |
1450 |
||||||
0 ,9 4 |
1500 |
16 |
-3 |
84 |
-9 7 |
- |
- |
0 ,8 7 |
1ГХ ) |
1 8 ,7 |
- 3 |
8 1 ,3 -9 7 |
- |
- |
|
1 .0 4 |
1675 |
23 |
- г |
77 |
-9 8 |
2050 |
6 ,0 |
0 ; 94 |
1700 |
2 4 ,2 |
- 1 .9 |
7 5 ,8 -9 8 ,1 |
2200 |
6 ,7 |
|
0 ,9 4 |
1710 |
2 4 ,4 |
- I |
7 5 ,6 -9 9 |
2300 |
6 ,6 |
|
0 ,8 8 |
Г700 |
2 5 ,2 |
- 1 .4 |
7 3 ,8 -9 8 .6 |
2200 |
6 .2 |
|
0 ,8 7 |
1700 |
2 2 .6 |
- 0 ,5 |
7 7 ,4 -9 9 ,5 |
2280 |
6 ,3 |
|
0 .8 5 |
1715 |
2 6 ,3 -1 ,4 |
8 1 ,7 -% , 6 |
2200 |
6 .1 |
&02
я г я г я * о ю с з Сл »О »О oi »о )Т<
кость (отекло) в другой распределена в виде каплеобразных вивчений, резко различающихся по показателю преломления.
Таблица I содержит экспериментальные данныо о размерах областей ликвации для силикатных и германатных систем, кото рые были подтверждены расчетом по методу Левина и Блока. Про слеживается тенденция к увеличению степени несмешиваемости по мере пяродкового номера и уменьшения радиуса р.э.катиона. Это находится в соответствии с теоретическими представлениями,раз витыми О.Е.Есмцым для силикатов с двухвалентными катионами, оогласно которым ликвация обусловлена определенной величиной силы взаимодействия катиона с кислородом. Чем больше эта эне*г- гия взаимодействия, тем при меньшем содержании в системе SIO2 начинается ликвация, т .е , область ликвации увеличивается. В ряду р .а . окислов кислорода менее прочно езяаан о ланталом, имеющим наибольший ионный радиус ( 2^*= 1.04 А), и расслаива ние в- сиотеме с участием LagOj наступает при более высоком проценте St0^ (веО^), чем в системах с другими окислами р .з .э . Однако, несмешиваемость не определяется однозначно размерами катиона ; следует учитывать и ряд других факторов, в том чис ле роль аниона. В нашем случае к явлениям, обусловленным влиннием аниона, следует отиести образование больших интервалов
ликваций |
в-силикатных |
системах го сравнению с герминатшши, |
|||||
а такжа выделенио в качестве первичной фазы ниже области лик |
|||||||
вации в системах- I |
S |
i |
О2 кристобалита, в системах |
О3— ■ |
|||
SeOg - герыаната состава |
1:2. Температуры трехфазного монотек- 0 |
||||||
тичеокого |
равновесия |
|
|
+ тв. фаза в германатиых системах |
|||
ниже температур в соответствующих силикатных системах. Из-за |
|||||||
летучести |
6е0£ не удалось |
установить |
критические |
температуры |
|||
расслаивания в оистеыах |
|
kr^Oj-OeOg, |
выше которой |
существует |
гомогенное отекло; в силикатных системах эти температуры ле жат выше 2000°С.
С.Т.СУЛЕЙМЕНОВ, Б.О.ЕСШЗВ, А.А.АЕДУРАИМОВ. о
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВО-СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ РОГОВОЙ ОБМАНКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕНТГЕ-
НОФАЗОВЫЫ МЕТОДОМ.
Роговая обманка является одним из главнейших породообра зующих минералог большинства основных поррд, в том числе и габбро, на основе которого нами были получены камнелитые из делия. В процоосе экспериментальных работ выяснилось, что
. температура плавления, структурно-фазовые превращения этого.
245
tw
Фавовые превращения роговой обманки при нагревании
246
минерала при нагревании оказывают заметное влияние но дальней ший ход кристаллизации раоп.Тава, В овязи с етим нами оделена попытка проаледить поведении коисмиморальной роговой обманки при нагревании от обычной температура до плавления.
Опыты производились иг высокотемпературной рантгеиофааовой установке по следующей методике» моиоминеральван проба амфибола помещалось в холодную пзчь указанной установки, за тон осуществлялся подъем температуры со окородтью 50е в мин. Рентгенограммы снимались в интервале 700-I2C0 С черев каждые 100°. При каждой температуре съемки образцы выдерживались в течение 10 мин., а сдаа съемка длилась 12 мин.
Иослодуеыая роговая обманка При обычной температуре (ом. рентгенограмма) характеризуется следующими дифракционными мак симумами: 8,41; 3,13» 2,83; 2,34; 2,16; 2,02; 1,89 А. Образцы же нагретые при 700°С отличаются значительными изменениями их
удалении из решетки роговой обманки водорода. На возможность аналогичных изменений, сопровождаемых окполениим для жсл&эооодержащих разновидностей роговой обманки, указывали А.Н.Зинчелл (Оптические свойства искусственных минералов, Москва, 1967).
Роговая обманка а измененной структурой уотойчива до ЮСО°С, При ЮОО°С, о началом частичного разрушения ее струк туры, на рентгенограммах исчевают дифракционные максимумы 4,43; 2,14; 2,00 iv, но одновременно появляется характерный для моно
клинного |
пироксена |
d |
* 2,98 |
Х.°Здеоь же наблюдаетоя некото |
||
рый роот |
интенсивности |
характеристик ромбичеокого пироксена |
||||
( d « 2,90 Я)« |
|
|
|
до ПОО°С приводит |
к |
|
Дальнейшее повышение температуры |
||||||
коренным |
изменениям структуры |
роговой |
обманки; исчезают |
глав |
нейшие fV=* 3,23; 3,08; 2,76л. Однако ,ое еще оохрацяютоя от дельные дифракционные максимумы' (8,03; 1,87; 1,80 л ), свиде тельствующие о наличии некоторых структурных елементов исоле-
дуемого минерала. При этой |
температуреvпроисходит дальнейший |
|||||
роот |
ромбического |
и |
моноклинного |
пироксена |
и рудной фгзы |
|
( |
2,51; 1,60 |
X |
) в |
особенности. |
|
|
|
При т?пп0о структуры |
всех |
силикатных |
составляющих |
ра8руиаютоя, переходя в раоплаз* Сохраняется лишь рудная фвеа.
Р А З Д Е Л |
П |
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ СТЕКЛОКРИСТАЛ |
|
ЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД И ОТХОДОВ |
|
ПРОМЫШЛЕННОСТИ |
Я.Я.БОЛЬИИЯ, У.Я.СЕД1ШИС
СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ
МуО - СаО - А^2^з |
02 * ^2^5 |
С теклообразная оиотема М^О - |
СаО - Af?20j - i ’t О^ предотав- |
ляет интерес для синтеза стеклокристаллически материалов. Учи тывая широкие возможности применении природного оырья для раз работки стеклообчазаых материалов на оонове данной сиотемы, в настоящей работе исследовали пригодность меотного сырья Латвий ской ССР для получения стеклокриоталличеокого материала / I / .
Наряду о хорошими физико-хймичеокими свойствами у стекол на основе данной оистемы имеето; ряд недостатков - сравнитель но высокая температура варки, плохая осветляемость и высокая температура верхнего предела кристаллизации /2 /.
Применение в качеотве дополнительного отеклообразователя или плавня Р ^ з /3 ,4 / может опоооботвовать уотраненн» этих не достатков.
Попытка |
заменить, отвкуддаор'кристаллизации Сг-205 на Р205 в |
||
синтезированных |
веши отеклах / I / о молярным соотношением |
||
М^О : СаО : |
At?2°3 J 'i'iO g - |
£ sl»li6 не привела и положительным |
|
результатам. |
|
|
|
Указывается |
/5/* что о |
энергетической точки зрения ликвация |
с образованием двух стекловидных фаз может происходить значи тельно легче, чем образование центров кристаллизации..
При термообработке процеооы мйкрорасолаивания усиливаются /6 /, и при определенных условиях возможна мелхозераиотая крио* т аллигации стекол о образованием стеклокриоталлических струк
тур. |
Уже ревев отмечено /7 /, |
что роль отимуляоров кристаллиза |
|
||
ции |
в некоторых отеклах системы СаО - ACgOj -,S t0 2 - Р205 чо- |
|
гут |
играть распределенные по |
возму объему капе шеи фосфоросо |
держащего отеила. |
|
гчъ
(Ac
Таблица I.
Химический состав стекол для получения стеклокристаллических материалов
|
|
в е с . % |
|
О к и |
с |
л ы |
|
~ с 1 5 ~ - г |
м ол..? |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
$ i Op } |
|
|||
|
1 |
|
I А12°5 |
i 5 ^ ^2 |
|
р?°5 |
Л12° з Т |
Р2°5 |
|||
|
j CaOp |
; |
Г |
|
|||||||
I . |
23,57 |
- |
22,94 |
30,59 |
|
22,90 |
39,50 |
- |
15,20 |
34,40 |
10,90 |
2. |
19,34 |
5,38 |
22,59 |
30,13 |
|
22,56 |
32,92 |
6,58 |
15,20 |
34,40 |
10,90 |
3. |
15,25 |
10,60 |
22,26 |
29,68 |
|
22,21 |
26,34 |
13,16 |
15,20 |
34,40 |
10,90 |
4. |
11,27 |
15,67 |
21,93 |
29,24 |
|
21,89 |
19,75 |
19,75 |
15,20 |
34,40 |
10,90 |
5. |
7,40 |
20,60 |
21,61 |
28,62 |
|
21, 5? |
13,16 |
26,34 |
15,20 |
34,40 |
10,90 |
6. |
3,66 |
25,09 |
21,38 |
28,52 |
|
21,35 |
6,58 |
32,92 |
15,20 |
34,40 |
10,90 |
7 . |
|
30,02 |
21,00 |
28,01 |
|
20,97 |
- |
39,50 |
15,20 |
34,40 |
10,90 |