Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
19.96 Mб
Скачать

Затем 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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ