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

Твердые растворы пироксенов и другие кристаллические фазы

Взаимодействие между пироксеном и хромжелезистыми шпинелидами протекает в твердых фазах. При этом формирование пирок­ сенов активизируется. Магнетит и, возможно, маггемит являются сопутствующими фазами, которые,ве-оятно,также в определенной степени способствуют кристаллизации пироксенов в результате об­ разования поверхностей раздела фаз.

Проведенное исследование показало, что при минералообразовании в процессе нагревания стекла пироксенового состава, по­ лученного на основе горных пород, происходят сложные непрерыв­ но протекающие фазовые и структурные превращения. С целью полу­ чения стеклокристаллического материала пироксенового состава о наиболее высокими показателями свойств нужно создать условия для образования хромжелезистых шпинелидов и процесс минералообразования остановить на определенной стадии (в данном случае • при 870°).

Значительное место должно бы.ь отведено петрографии, даю­ щей дополнительную информацию по фазовому составу и структу­ ре продуктов кристаллизации стекла, что необходимо для изуче­

ния механизма этого сложного процесса.

Ли т е р а т у р а :

1. Будников П.П., Бережной А.С., Реакции в твердых фазах, "Промстройиздат", Ы., 1%9, стр. 123.

2 . Будников П.П., Гистлин^Реакции в смесях твердых вещеотв, "Стройиздат", М., 1965, 321.

3 . Бережной А.С. Сб.трудов, посвященных 60-летию П.П.Буднико­ ва, Бюро технич.инф. МПСМ РСФСР, М., 194.-, стр. 169-202.

4. Бунина Л.А., Шарай В.Н. и др. Синтез стекол и силикатных ма­ териалов, Изд.МВСС и ПО БССР, БШЛ, Минск, 1963, отр. 55-66.

5. Яглов 8.Н ., Жунина Л.А., Изв. АН БССР, серия хим.наук, №3, 1965, стр. 120-13.

50

6 , Жунина Л.А., Яглов В.Н., Техническая информация, серия "Сте­ кольная промышленность", вып.З, М., 1966, стр. 5-7.

7. Яглов В.Н., Бунина Л.А., Техническая информация "Безборные, бесщелочные и мадощедочные стеклообразные системы и новые отекла на их основе", ЩШТЭСТРОа, М., 1967, стр. 166-173. .

8. Яглов В.Н., Кунина Л.А., Изв. АН БССР, серия хим.наук, to 3, 1969, стр. 59-65'.

Ю.Н.ВОРОБЬЕВ, В.С.ЯХИН, Г.С.ЮРЬЕЗ

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ И МАКРОСКО­ ПИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ (РАСПЛА-

ВОВ).

На основании ренгеновской дифракционной картины исследуетоя, после предварительного изучения структуры, возможность опре­ деления фундаментальной характеристики жидкости - потенциала межчастичного взаимодействия, который позволяет рассчитать фи­ зические свойства жидкости-. Например, изучение межчастичного взаимодействия в двухкомпонентной системе с изменением содержа­ ния одного из компонентов, вероятно, позволит сделать вывод о возможности практического получения материала с заданными физи­ ческими свойствами.

Для реализации данной методики необходимо существенно повы­ шать точность обработки экспериментальной дифракционной картины. Особой тщательности требует учет поправок,зависящих от свойств как излучения, так и вещества, которое исследуется. Наиболее от­ ветственной, тем не менее, остается процедура нормировки экспе­ риментальной дифракционной картины /приведение эксперименталь­ ной дифракционной картины к электронным единицам/.

В нашем случае нормировка осуществляется решением системы двух нормировочных уравнений: уравнения Кругха-Мое-Нормана / I /

и уравнения

л

( D ,

являющегося следствием определения функции межатомных расстоя­

аффектом перекрывания электронной плотности атомов. В современ­ ных работах по стурнтуриону анализу некристаллических веществ ни теоретически, ни зкоперимевтальво не рассматривается влияние температурного фактора на дифракционные картины и функции ради-

5L

ального распределения. В связи с этим, нами решены нормировоч­ ные уравнения относительно константы нормирозки и температурно­

го фактора, ответственного за среднеквадратичные отклонения ато­ мов от их равновесного местоположения, что позволяет эксперимен­ тально устанавливать значение температурного фактора.

Атомная структура вещества определяется по местоположению максимумов координационных пиков на кривых радиального распре­ деления /межатомные расстояния/, по площади под ними /координа­ ционные числа/ и по числу координационных пиков. Измерение пло­ щади под координационными максимумами осуществляется различны­ ми способами / 3 / . Область достоверности кривых радиального распределения определяется нами путем последовательного ее об­ рыва в сторону мадых значений Г /и обратным фурье-преобразова- нием / 3 /:

рассчитыва'етоя стуруктурный фактор/ до тех пор пока дифракцион­ ные макоимумы отурктурного фактора

( 3 )

остаются идентичными максимумам экспериментального структурно­ го фактора /СФ/. Сама функция радиального распределения /ФРР/ получаетоя фурье-преобразованием экспериментального СФ / 3 /:

тически рассчитанных и экспериментальных дифракционных интен­ сивностей, добиваясь не только совпадения местоположений диф­ ракционных максимумов, но и площадей под ними путем изменения местоположения и числа атомов в координационных сферах. Теоре­

экс.раполирогаыного по предложенной формуле хвоста СФ в экспе­ риментально недоступную область больших значений импульоа от­

52

На основании ФРР численным решением интегрального уравне­

известным функциям ФРР и ПКФ рассчитываются эффективные парные

10. И.З.Фишер. Статистическая теория жидкостей., М., ГИФ-МЛ,/96).

9. Т: Mortta, К. Hiroifee. P r o y . Theor. Phys-, 2},, iDOi/I9BD'

К.А.КОСТАНЯН, С.Ш.КИРАКОСЯН

О ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ РАСПЛАВОВ ИЗ ГОР­ НЫХ ПОРОД

Из физико-химических свойств расплавсв особо важными, с точки зрения структурной чувствительности и практической зна­ чимости, являются вязкость и электропроводность.

53

Исследованию вязкости расплавов из горных пород посвя­ щен ряд работ, / 1 , 2 , 3 / , а данные по их электропроводности,прак тически отсутствуют, между тем,данные электропроводности расп­ лавов служат основой при разработке и проектировании наиболее прогрессивного метода производства расплава - электрического

способа варки.

Приведены результаты исследования электропроводности и вязкости расплавов ряда горных пород магматического происхож­

на исследуемые свойства расплавов, пределы содержания отдель­

К?О, несмотря на большую разность в составах исходных стекол . Для составов с содержанием<20 менее 5% наблюдается значитель­ ный разброс точек, указывающий на сильную зависимость электропооводности от содержания других окислов. При этом, как это следует из таблицы, электропроводность расплавов ооусловлена

и концентрацией щелочно-зомгльных окислов, а для составов с одинаковым содержанием #2 ^ и АО изменение электропроводности

происходит в соответствии с изменением вязкости расплавов.

54

55

ропроводность исследуемых расплавов из горных пород с содержа­

переносе, по-видимому, принимают участие и ионы щелочно-земель­ ных металлов. При этом взаимозаменяемость компонентов при дан­ ном содержании #20 и КО влияет на значение удельной электро­ проводности в соответствии о изменением вязкости, т .е . уменьше­ ние вязкости способствует повышении электропроводности и наобо­

степень полимеризации последней. Растет плотность структурных связей в единице объема, приводящая к повышению вязкости рас­ плавов.

При замене #20, £0, ?еь,03 глиноземом повышение вязкости (рис. 2 ) объясняется двумя факторами: 1} уменьшением процента

Сопоставление вязкостных характеристик исслед;)мых распла­ вов и стандартного стекла для выработки стекловолокна показыва­ ет, что для производства штапельного волокна (минеральной ваты) представляет практический интерес состав 2м-с, синтезированный из Лчашенского вулканического шлака и доломита Иддеванокого мес-

57

т орогдени я

Л и т е р а т у р а :

1. Буковский Г .В ., Черняк М.Т., Хитомирская 3,А. Керамика и стекло, К? I , 22-27, 1936.

2 . Валорович 11.П. ДАН, I , 561 (1934).

3. Валорович Ц.П., Толстой Л.11. ЕФХ, 7, 496 (1936).

4 . Асланова М.С., Мясников А.А. Техотчет по теме: "Определение области волокнообразующих составов в системе S ^-A ^O yFegO j СаО-МоО- Л/еиО,содерхащих 3-20% окислов железа", Гостомель, 1964.

5. Геокчян О.К. Канд.дисс., ЕрПИ, Ереван, 1972.

6. Иванов А.И. Сб. "Составы и свойства стенод для производст­ ва стеклянных волокон", И ., 1963.

7. Ерзнкян Е.А., Костанян К.А. Арм.хим.х., 22, 2 (1969).

8. Сарингюлян Р .С ., Костанян К.А. Арм.хим.х., 22,11 (1969).

9 . Киракосян С.Ш. Материалы ШВсесоюзного симпозиума по элек­ тротехническим свойствам и строению стекла, Ереван, 1972.

10. RieSCinj E . k . J Cftem- P / S y * 44,2857 (1969)

11.Костанян К.А. Изв. АН Ары. ССР, (ХН), 10 (1957).

12.Костанян К.А., Геокчян О.К. Стекло и керамика, 4, (1964)

15.Костанян К.А., Киракосян С.Ш. Сборник научных трудов аспи­ рантов и соискателей НИИ камня и силикатов, стр. 241, Ереван, 1971.

16.Костанян К.А., Киракосян С.Ш. Арм.хим.х., 26, 7 (1973).

17.Аппен А А., Гань Фу-си, Сб. "Стеклообраз. сост., Изд. "На­ ука", стр. 193. М-Л., I960. -

С.Т.СУЛЕЙМЕНОВ, В.Ф.ВЕРНЕР, Г.В.Орлова^ Т.А.АБДУВАЛПЕВ

ПРОЦЕССЫ СИЛИКАТО- И СТЕКЛ00БРА30ВАНИЯ В ФОСФОРНЫХ ШЛАКАХ.

При использовании фосфорных шлаков в стекольной технологии

58

особое значение приобретает изучение процессов, связанных о той или иной их термической обработкой, определяющей структуру и фа­ зовый состав стеклокристалличеоких материалов. Сохранение моле­ кулярно-упорядоченных комплексов в расплаве, как реликтов исход­ ных минеральных образований, предопределяет появление метастабильных фаз.

В основу для исследований взяты плотные шлаки Джамбулского завода двойного суперфоофата (ДЗДС) и гранулированные шлаки Чимкентского фосфорного завода (ЧФЗ). Способ выработки шлаков на этих заводах различен: ДЗДС - слив в траншеи и медленное ох­ лаждение водой; ЧФЗ - резное охлаждение при мокрой грануляции. Плотные шлаки ДЗДС, при близком химическом составе, суще­ ственно отличаются по минералогическому составу, степени закри-

сталлизованности и свойствам от гранулированных шлаков ЧФЗ /1 ,2 /, что должно обусловить и различие протекания в них процессов си­ ликате- и стеклообразования.

Микроскопическими и рентгенофазовыми исследованиями уста­ новлено, что структура плотных шлаков ДЗДС неоднородна и опре­ деляется главным образом их основностью и условиями охлаждения. Основными минеральными фазами, слагающими плотные шлаки, явля­ ются мелилит CagCAI, Uj Si ) Siz0? (от чистого окерманита до его разности, содержащей 17% геленитовых молекул) и псевдоволласто-

фаза, содержание которой колеблется в пределах от 97 до 65# и находится в прямой зависимости от содержания в нем фосфорного ангидрида. С увеличением содержания в щлаке1 степень закриоталлиэованкости уменьшается. Закристаллизованная масса грану­ лированных шлаков представлена,в основном,псевдоволластовитом. Одновременно с псевдоволластонитоы, в подчиненном ему количестве присутствуют ранкиг т, фторапатит, мелилит / 3 / .

Плавление проб плотного и гравулированно:о фосфорных шла­ ков производилось по следующей методике: в силитовой печи образ­ цы нагревапяь до соответствующей температуры (от 700 до 1300 я 1350°С) оо окоростью 150°С/час, выдерживались в течение одно­ го часа и охлаждалиоь методом закалхя л воде. Конечные темпера­ туры плавления 1300 я 1350°С приняты ив соображений влияния на последующую кристаллизацию "кристаллизационной памяти" матери­

59