Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений - Горшков В.С.
ISBN 5-06-001389-8
Скачать (прямая ссылка):
100 90 80 70 60 . 50 40 30 20 Ю О А1г03 5ЛІг03-23і02 5г02
Рис. 35. Составы фарфора в системе К2О—А1203— БГОг:
кружками обозначены составы бытового фарфора, крестиками — составы высоковольтного фарфора
которого и обусловливает характерную просвечиваемость такого фарфора.
Таким образом, стеклофаза в составе фарфора является доминирующей в количественном отношении и, естественно, ответственна за технические показатели. При увеличении содержания стекло-фазы, как правило, улучшаются декоративные свойства форфора, его просвечиваемость, в то время как другие технически важные характеристики несколько ухудшаются. Поэтому соотношение стек-лофазы и кристаллических фаз для каждого вида фарфора регламентируется.
Определенную роль играет стеклофаза и в формировании свойств портландцементного клинкера, сказываясь прежде всего на его размолоспособности, а также и на качестве готового цемента. Согласно расчетам Ф. М. Ли, содержание жидкой фазы при температуре обжига клинкера колеблется в пределах от 15 до 22% (мае.) для белых цементов и от 17 до 35% (мае.) для обычного портландцемента.
В современных цементообжигательных печах клинкер охлаждается с большой скоростью, вследствие чего времени для полной кристаллизации алюмоферритов и алюминатов кальция оказывается недостаточно. Поэтому в клинкере методами кристаллооптиче-
ского анализа фиксируется наличие ~5...7% (мае.) стеклофазы (клинкерного стекла).
Большое содержание стеклофазы (до 100%) характерно для порошка ряда специальных цементов. Например, цементы, используемые в зубоврачебной практике, состоят из специально приготовленной жидкости — затворителя, представляющей собой частично нейтрализованную ортофосфорную кислоту, и порошка — продукта помола специально сваренного стекла.
Контрольные вопросы
1. Какие физико-химические особенности характерны для стеклообразного состояния?
2. Каковы условия образования оксидных стекол?
3. На какие группы можно разделить простые оксиды по их способности к стеклообразованию и какова роль оксидов каждой группы в структуре стекла?
4. Какая связь существует между особенностями электронного строения элементов и их способностью участвовать в образовании структурной сетки стекла?
5. Опишите классификацию типов стекол по составу и приведите примеры составов стекол, относящихся к этим типам.
6. Дайте сравнительную характеристику кристаллитной и структурно-координационной гипотез строения стекла.
7. Какими уравнениями можно описать температурную зависимость вязкости стекла?
8. Какие параіметрьі влияют на кристаллизационную способность стекол и какими методами можно оценить склонность стекла к кристаллизации?
9. Какова роль стеклообразного состояния при получении различных силикатных материалов?
144
ГЛАВА 5
СИЛИКАТЫ В ВЫСОКОДИСПЕРСНОМ СОСТОЯНИИ
5.1. ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ СИЛИКАТНЫХ СИСТЕМАХ
Электрокинетические явления в системах цемент — вода, глина— вода и др., обусловленные возникновением двойного электрического слоя на границе раздела фаз, определяют адсорбционные процессы, электроосмотическое течение жидкостей, деформативные свойства, коагуляцию, а также ряд других свойств этих систем. Эти явления связаны с наличием межфазной поверхности и особенно сильно проявляются в высокодисперсных системах с большой удельной поверхностью, каковыми являются гидратирующиеся минеральные вяжущие вещества, глинистые минералы, глины и пр.
Электрокинетические явления, при которых относительное движение фаз обусловлено электрической разностью потенциалов (электроосмос и электрофорез), а также электростатические процессы, возникновение электрической разности потенциалов при которых является следствием относительного движения фаз (потенциал течения и потенциал седиментации), оказывают существенное влияние на многие коллоидно-химические процессы, протекающие в силикатных системах.
Причина всех электрокинетических явлений заключена в противоположности знаков заряда дисперсных частиц и дисперсионной фазы. Возникновение зарядов на межфазной границе обусловлено наличием на поверхности коллоидных частиц двойного электрического слоя из ионов, образующегося либо за счет избирательной адсорбции одного из ионов электролита, либо вследствие ионизации поверхностных молекул. Структура двойного электрического слоя не зависит от механизма возникновения зарядов на поверхности, а определяется плотностью расположения зарядов на поверхности.
Примером возникновения двойного электрического слоя, образующегося без адсорбции извне, а за счет поверхностной электролитической диссоциации вещества дисперсной фазы является водный золь диоксида кремния. Находящиеся на поверхности молеку-
146
лы БЮг взаимодействуют с водой, гидратируются и образуют кремниевую кислоту, которая диссоциирует:
^БЮ^БЮ2- + 2Н +
Ионы БЮз- (их число обозначим п) остаются на поверхности частицы, обусловливая ее отрицательный заряд, а ионы (противо-ионы) водорода переходят в раствор. Общее число про-тивоионов (Н+) равно 2л. Схематически двойной электрический слой на поверхности частиц БЮг представлен на рис. 36. Граница твердой фазы — ядра, состоящего из т моль БЮг, определяет размер коллоидной частицы, которая включает в себя ядро, слой потенци-алопределяющих ионов БЮз- (общим числом п) и первый слой наиболее прочно удерживаемых противо-ионов Н+ (п—х). В пределах диффузного слоя содержатся остальные противо-ионы Н+.
