Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений - Горшков В.С.
ISBN 5-06-001389-8
Скачать (прямая ссылка):
2.3. СИСТЕМА А1203
Глинозем А1203 может образовывать много полиморфных разновидностей. Кроме а-, в- и у-А1203 встречается указание на существование 6-, п.-, 8-, х-, р- и х-формы глинозема. Единого мнения относительно числа и свойств, температурных областей стабильного или метастабильного существования и даже терминологии разновидностей глинозема пока что не существует.
210
2
3
т се ¦&
г>
ч
Е ю со
Плотность, XI О3 кг/ 2,63 2,65 2,27 2,27 2,27... 2 1
Оптический знак + + + ¦—• + .—• Т .—• т
Угол оптических осей 2У° 1 1 со ю со
ления о. к ,533 544 г-- 469 484
елом СО 00
ели светопр с 1 1 1,472 1,469 Ч" 7 о. и С
оказат С ,541 ,553 •ч> 473 487
с —** —
Спайность Ясная по (1011) по (1010) Нет Несовершенная
Габнтус кристаллов Зерна Призмы, зерна Пластинки с клинообразными двойниками Гексагональные пластинки Октаэдры, кубы, скелетные формы Сложные полисинтетические двойники
Модификация а-Кварц (высокотем пер атур -ный) 6-Кварц (низкотемпературный) а-Тридимит (высокотем пер атур -ный) у-Тридимит (низкотемпературный) а-Кристобалит (высокотемпературный) 6-Кристобалит (низкотем пер атур-ный)
21>1
Индивидуальность многих из указанных форм глинозема окончательно не доказана. Многие разновидности глинозема, например 0-, х-, р-, %-А120з, были обнаружены при изучении процесса дегидратации гидроксидов алюминия — гидраргиллита А1203-ЗН20 или А1(ОН)з, бемита и диаспора А1203-Н20 или АЮОН. Их следует рассматривать как неустойчивые промежуточные образования, возникающие при переходе гидратов в безводный А120з. А. М. Калинина, например, обнаружила, что при дегидратации гидраргиллита при 200°С образуется смесь дг-фазы и фазы АЮОН (бемита), каждая из которых при дальнейшей термической обработке претерпевает независимые друг от друга изменения, превращаясь через ряд промежуточных продуктов в а-А120з по следующей схеме:
- ^ <;по°С 800. 1000°С 1050.. 1?ОТ>С
дг-Фаза ' > А1203(аморф.) -»- х-А120,-*¦ а-А1г03
АЮОН ^ Т-А1гОз е-А1гО, Ю° 1№С, ,-А1,0,
Возможно, что некоторые из неустойчивых разновидностей глинозема могут существовать только будучи стабилизированными незначительными примесями посторонних оксидов.
В настоящее время доказано, что в-А1203 не является отдельной модификацией А120з, а представляет собой гексагональные высокоглиноземистые соединения (алюминаты) глинозема с оксидами щелочных и щелочно-земельных металлов с общей формулой Рч20-яА120з или РчО-/гА12Оз, где Я — соответственно щелочной и щелочно-земельный металл, а п может достигать 11... 12.
Действительно доказанным можно считать лишь существование двух самостоятельных модификаций глинозема: а- и у-А120з.
а-А1203, встречающийся в природе в виде минерала корун-д а, представляет собой наиболее устойчивую в широком интервале температур разновидность глинозема. Корунд—конечный продукт термической обработки всех других разновидностей глинозема. Его можно получить прокаливанием гидратов или солей алюминия при температуре > 1000... 1200°С или плавлением при 2100... 2500°С технического глинозема у-А1203 или бокситов — природных пород, содержащих гидраргиллит, бемит, диаспор.
у-А120з (технический глинозем)—важная в практическом отношении искусственная форма глинозема, существующая в зависимости от способа получения в нескольких формах. Мелкодисперсная кубическая форма у-глинозема образуется при прокаливании гидратных форм глинозема при температуре 600... 950°С. Особенностью этой формы является содержание в ней структурно связанной воды в количестве 1 ... 2%. Явно кристаллический (плотный) у-глинозем образуется при охлаждении алюмосиликатных и алюмофосфатных расплавов, содержащих литий. По-видимому, эту форму следует считать твердым раствором 1л20 в глиноземе.
212
Существуют сведения также о у'-форме А120з, образующейся на электродах при электролитическом получении алюминия, и некубической модификации у-глинозема.
Все указанные формы у-глинозема при нагревании монотропно переходят в а-А1203 (корунд). Точную температуру этого превращения указать трудно, поскольку она зависит от многих факторов, в частности от характера предшествующей терметической обработки глинозема, наличия примесей и т. д. По-видимому, превращение •у-глинозема в а-А1203 начинается уже при сравнительно низких температурах (~800°), однако происходит очень медленно и интенсифицируется только при температуре > 1000... 1200°С. По некоторым данным, повышенной устойчивостью обладает кристаллический (плотный) у-глинозем, стабилизированный 1л20, который переходит в а-А120з лишь при температуре >1600°С.
Система А1203 имеет существенное значение для технологии высокоогнеупорных, абразивных, химически стойких и других керамических материалов. В виде монокристаллов корунд находит применение в квантовых оптических генераторах, парамагнитных усилителях, квантовых счетчиках для регистрации инфракрасного излучения и т. д.
2.4. СИСТЕМА МдО
Оксид магния MgO — единственное кислородное соединение магния. Это соединение не обнаруживает полиморфных превращений и существует в единственной кристаллической форме, называемой периклазом. Периклаз кристаллизуется в кубической системе (структурный тип МаС1) и относится к одному из самых тугоплавких оксидов (температура плавления 2800°С).
