Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений - Горшков В.С.
ISBN 5-06-001389-8
Скачать (прямая ссылка):
271
диерит, устойчивый до 1440°С. При 1460°С происходит обратный переход В-кордиерита в высокотемпературную а-форму. Поскольку этот переход обратим, можно предположить, что сх-кордиерит имеет при высоких температурах область стабильного существования.
Вторым обозначенным на диаграмме состояния системы М§0—А1203—БЮ2 тройным соединением является сапфирин 4М§0-5А1203-25Ю2 (предлагаются и другие формулы сапфирина с несколько иным соотношением оксидов). Это соединение плавится инконгруэнтно при 1475°С, разлагаясь на жидкость и шпинель.
Известно и еще несколько алюмосиликатов магния, хотя ни один из них не может при нормальном давлении существовать стабильно в контакте с расплавами данной системы. К таким соединениям принадлежит, в частности, встречающийся в природе пироп ЗМ§0-А12Су35Ю2, относящийся к группе гранатов. Пироп был синтезирован при повышенном давлении — (6-И2)-103 МПа и температуре 1500±150°С.
Система МёО—А1203—ЭЮ2 имеет значение для технологии получения различных огнеупоров (периклазовых, шпинелевых, корундовых, форстеритовых), специальных керамических изделий (кор-диеритовых, стеатитовых), стеклокристаллических материалов и, в частности, имеет особое значение для получения керамических и стеклокристаллических материалов с исключительно низким и даже отрицательным коэффициентом термического расширения на основе кордиерита.
4.6. СИСТЕМА СаО—МдО — 5Ю2
На рис. 73 приведена диаграмма состояния системы СаО — М§0 — ЭЮг по Э. Осборну и А. Муану.
Система кроме уже рассмотренных бинарных соединений, представленных силикатами магния и кальция, включает четыре тройных соединения— монтичеллит, мервинит, окерманит идиопсид.
Монтичеллит СаО-М§0- ЭЮ2 является соединением, плавящимся инконгруэнтно при 1485°С с разложением на жидкость и периклаз М§0. Имеет островную структуру оливинового типа, сходную со структурой у-2Са0-5Ю2 и форстерита. Встречается в природе в виде минерала того же названия, из технических продуктов встречается в основных доменных и мартеновских шлаках, в составе связок магнезиальных огнеупоров.
Мервинит ЗСаО-М§0-25102 — соединение, плавящееся инконгруэнтно при 1575°С, разлагаясь на жидкость, 2Са0-5Ю2 и, по некоторым данным, М§0. По структуре напоминает а'-2СаО-5Ю2 и оптически трудно отличим от него. Существовало даже предположение, что мервинит —одна из форм а'-2СаО-5Ю2, стабилизированная частичным замещением Са2+ на Mg2+. Однако результаты многочисленных исследований показали, что мервинит имеет определенный состав индивидуального химического соединения.
272
Известен как природный минерал и встречается в некоторых технических продуктах в частности в различных шлаках, доломитовых огнеупорах и т. д.
Окерманит 2СаО-МдО-25Ю2 — соединение, плавящееся конгруэнтно при 1454°С. Его устойчивость при повышенных температурах и нормальном давлении была предметом дискуссий. В. В. Лапин и И. П. Соловова нашли, что при нормальном давлении и длительной выдержке в интервале температур 1200... 1350°С окерманит частично разлагается с появлением внутри его кристаллов зерен
Рнс. 73. Диаграмма состояния системы СаО — MgO — 5Ю2
новых фаз (2СаО-5Ю2, мервинита и др.). По другим данным, окерманит полностью стабилен, а его наблюдаемое разложение обусловлено присутствием примесей. Окерманит встречается в природе и в некоторых технических продуктах, в основном в доменных шлаках и некоторых шлаках цветной металлургии.
Диопсид СаО-М§0-25Ю2 плавится конгруэнтно при 1390°С. В природе распространен как минерал пироксеновой группы в виде твердых растворов с М§0-5Ю2, играющих важную роль в конституции обычных силикатных породообразующих минералов — пиро-ксенов.
Характерная особенность системы СаО—MgO—ЭЮг — образование между многими соединениями твердых растворов (на диаграмме они условно обозначены штрихами на соединительных линиях между точками составов соединений, образующих твердые растворы). В частности, монтичеллит образует широкую (но ограниченную) серию твердых растворов с форстеритом, а последний —
273
та •Є-
V
я
я ч ч
о к о.
«о я
н
.4 о н ж X 2,73 3,04 2,77 со О)" 3,04 3,22 2,95 3,15
Оптический знак + Т Т т і Г + + +
Угол оптических осей 2 У" 1 г~ 40 ...80 со о СО 1 66 ...73
Показатели светопреломления 1,564 1,658 1,576 1,538 1,639 1,664 1,632 1,706
с: 1,570 1 1,583 1,543 1,646 1,671 1 1,712
с 1,579 1,669 1,589 1,545 1,653 1,694 1,639 1,724
Спайность Хорошая по (001) Совершенная по (001) и по (010) Неясная по (010) Несовершенная по (010) Ясная по (ПО) По пина-коиду [совершенная по (010)
Габитус кристаллов Игольчатые кристаллы, сферолиты Короткопризма-тические, прямо- 1 угольные или квадратные кристаллы | 1 Таблицы, бруски Короткопризмати-ческне кристаллы Призмы и зерна Короткопризма-тические кристаллы Призмы и таблицы Таблитчатые кристаллы, полисинтетические двойники
Минерал Девитрит Геленит Анортит (стабильная триклинная форма) | Кордиерит Монти челлит Диопсид Окерманит Мервинит
Соединение сч О СО со О СЗ о со 6 сч га 2 сч О ЇЯ со о < о га О О) О ІЯ <>) со о сч <. 6 га О сч О ІЯ ю со О < 6 сю сч о іЯ 6 сю 6 га О О ІЯ 6 сю 6 га и сч о сЯ CN 6 6 га О О) еч О 1Я О) 6 сю 6 га О со
