Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Мухленов И.П. -> "Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп." -> 45

Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.

Мухленов И.П., Авербух А.Я., Кузнецов Д.А., Амелин А.Г., Тумаркина Е.С., Фурмер И.Э. Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп.: Учебник для вузов. Под редакцией И.П. Мухленова — M., «Высш. школа», 1977. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): genapplchem2.djv
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 127 >> Следующая


Диаграммы состояния и кривые нагревания широко применяются для исследования поведения сложных силикатных систем. При нагревании и охлаждении пользуются кривыми нагревания и диаграммами состояния, которые строят по опытным данным, выражая основное свойство системы — температуру плавления или кристаллизации как функцию состава.

Диаграммы состояния дают наиболее ясное представление о взаимодействиях между компонентами и новыми соединениями, твердыми и жидкими фазами. При помощи диаграмм определяют химический состав отдельных фаз, температуры начала и завершения процессов плавления и кристаллизации, изменение соотношения между жидкими и твердыми фазами. В промышленной практике при помощи диаграмм состояния и кривых нагревания составляют шихту для обжига, спекания или расплавления, определяют температурный режим в различных зонах печи, время выдержки при каждой температуре и т. п.

Кремнезем может существовать в различных формах: в кристаллических в виде а- и ^-кварца, а-, и у-тридимита или а- и |3-крис-тобалита * и одной некристаллической — кварцевое стекло. Каждая из этих форм имеет техническое значение и в свою очередь имеет ряд модификаций, устойчивых в определенных температурных пределах. При изменении температуры происходят полиморфные превращения форм и модификаций кремнезема, которые определяют ход высокотемпературной обработки силикатной шихты и свойства получаемых изделий.

Превращения модификаций кремнезема можно проследить по диаграмме состояния (рис. 42), которая показывает устойчивость модификаций кремнезема в зависимости от температуры. Устойчивость модификации определяется по упругости пара, которая для наиболее устойчивой модификации при заданной температуре минимальна. Каждая кривая диаграммы отвечает одной из четырех форм кремнезема. Пунктирные кривые соответствуют неустойчивому состоянию данной модификации, а сплошные — стабильному. Из диаграммы (рис. 42) видно, что наиболее распространенная в природе форма кремнезема — кварц — устойчива до 870° С, где эта кривая пересекается с кривой тридимита. При 573° |3-кварц переходит в а-кварц, который после 870° С становится неустойчивой модификацией вплоть до 1600° С, т. е. до расплавления. Перехода а-кварца непосредственно в тридимит без специальных добавок практически не происходит. В равновесных условиях а-кварц претерпевает ряд сложных превращений, частично переходя при 1200—1470° С в кристобалит (через метастабильную фазу а-кристобалита, называемую метакристобалитом). Остальные формы кремнезема ниже

* Стабильная форма при наиболее высоких температурах обозначается следующая форма, возникающая по мере охлаждения, обозначается Вит.

870° С неустойчивы. Наиболее важная для практики модификация а-тридимит (т. пл. 1670° С) устойчива в интервале 870—1470° С, после чего медленно переходит в а-кристобалит, обладающий максимальной температурой плавления (1713° С). Кристобалит устойчив лишь выше 1470° С в модификации а-кристобалита.

Метастабильная модификация ^-кристобалит может существовать при обычных условиях и встречается в природе, но при нагреве выше 240° С быстро переходит в а-модификацию. Это превращение идет с значительным увеличением объема. Различные формы кремнезема при нагревании до 1700—1800° С переходят в расплав. При переохлаждении расплава ниже температуры плавления кристобалита образуется наименее устойчивая аморфная форма кремнезема с наивысшей упругостью пара — кварцевое (кремнеземистое) стекло. В равновесных условиях взаимные пере-

Тенпература, "С 1SW

Рис. 42. Диаграмма состояния системы SiO2

ходы кварца, тридимита и кристобалита происходят медленно и на практике для этого требуются добавки минерализаторов, образующих легкоплавкие эвтектики с SiO2. Взаимные превращения модификаций кремнезема при термической обработке связаны с изменением его свойств, в частности плотности.

Для практики при изготовлении материалов и изделий, содержащих много кремнезема (динасовые и алюмосиликатные огнеупоры, кварцевое стекло), важны изменения объема, происходящие при переходе одних модификаций SiO2 в другие; значительные изменения объема при термической обработке изделий могут привести к их растрескиванию и порче. С этой точки зрения наиболее выгодной структурой является тридимитная, так как для нее характерно минимальное объемное расширение при переходе одной модификации в другую по сравнению с кварцем и кристо-балитом.

Для получения тридимита в динасовых и шамотных огнеупорных изделиях при их изготовлении используют добавки — минерализаторы, образующие с кварцем жидкую фазу и резко ускоряющие медленный процесс перехода кварца в устойчивую три-Аимитнукэ модификацию. Присутствие в материале жидкой фазы

со своей стороны тормозит разрушающее действие расширения и сжатия кристаллов. Перерождение кварца в тридимит в присутствии применяемых в промышленности минерализаторов (CaO1 FeO, MgO) происходит в интервале 1200—1470° С. Для этого при обжиге динасовых изделий подъем температуры производят медленно, особенно в интервале 1350—1450° С (конечная температура обжига), где скорость нагрева не превышает 3—5 град/ч. В этом температурном интервале при длительном нагреве образуется основная масса тридимита, в то время как быстрое нагревание способствует более легко идущему образованию кристобалита.
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 127 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed