3.2 Елементи будови дiаграми стану

Трикутник складу є основою трикомпонентної діаграми (див. рис.3.2), на сторонах якого вiдкладають вмiст компонентiв який виражається у масових вiдсотках. Верхiвки трикутника MgO-Al₂O₃-SiO₂ вiдповiдають чистим компонентам, тобто 100% вмiсту того компонента, який стоїть у даному кутi трикутника, а два iншi кути вiдповiдають нульовому вмiсту цього компонента [8].

Вiдлiк вмiсту компонента ведеться по сторонах трикутника, які утворюють кут з обозначенням цього компонента, у напрямi вiд кута з його нульовим значенням.

Iзотерми температур на дiаграмах зображаються у виглядi лiнiй рiвних температур--iзотерм, розташованих звичайно через 100 ?С з обозначенням температур, що вiдповiдають даннiй iзотермi ( 2400 ?С, 2200 ?С, 1900 ?С ) [7].



Рисунок 3.2 - Діаграма стану системи MgO-Al₂O₃-SiO₂

Точки складiв хiмiчних сполук. Точки складiв сполук, якi є компонентами, що утворюють дану систему, знаходяться у кутах трикутника концентрацiй (MgО, SiO₂, Al₂O₃). Точки складiв подвiйних сполук, які утворені двома будь-якими компонентами системи, розташовуються на сторонах трикутника концентрацiй Al₂O₃·MgO₂, 2MgO·SiO₂, 3Al₂O₃·SiO₂), i нарештi точки складiв потрiйних сполук, утворених трьома компонентами системи, знаходяться всередині трикутника концентрацiй (4MgO·5Al₂O₃·2SiО₂, 2MgО·2Al₂O₃·5SiO₂) [5].

У трикомпонентних системах розрiзняють хiмiчнi сполуки:

1. Cполуки якi плавляться без розкладання (конгруентно);

2. Cполуки якi плавляться з розкладанням (iнконгруентно);

3. Cполуки якi розкладаються при нагрiваннi у твердому станi без утворення розплаву.

Пограничнi кривi i поля первинної кристалiзацiї (див.рис.3.3).

Рисунок 3.3 - діаграма стану системи MgO-Al₂O₃-SiO₂

Усе поле трикутника концентрацiй роздiлено пограничними кривими (наприклад k-a, a-e, e-n ) на декiлька ділянок, що мають назву, поля первинної кристалiзацiї (k-a-e-n). Кожнiй хiмiчнiй сполуцi у данiй системi, вiдповiдає власне визначине поле первинної кристалiзацiї. Пiсля початку кристалiзацiї у межах любого поля первинної кристалiацiї, у рiвновазi знаходяться двi фази - рiдина i кристали тiєї сполуки, якiй належить це поле (поле b-e-f-g є полем первинної кристалiзацiї сполуки) [5].

Розташованi на дiаграмi стану крапки складу даної сполуки і його поле первинної кристалiзації, визначає характер процесу вiдбуваючогося при нагрiваннi цієї сполуки:

Якщо точка складу подвiйної чи потрiйної сполуки лежить у власному полi первинної кристалiзації, то ця сполука плавиться без розкладання, тобто конгруентно, в нашій системі такому плавлінню відповідає шпінель (MgOAl₂O₃) [5].

Якщо точка складу подвiйної сполуки лежить не у полi його первинної кристалiзації, а поле примикає к сторонi трикутника на якiй лежить точка складу цiєї сполуки, то воно плавиться з розкладанням, тобто iнконгруенто. В даній системі інконгруентно розкладається кордієрит (2MgO2Al₂O₃5SiO₂), та сапфірин (4MgO5Al₂O₃2SiO₂).

Якщо точка складу подвiйної сполуки лежить не у полi його первинної кристалiзації, а останнє розташоване внутрi трикутника концентрацiй не примикая к сторонi трикутника на якiй лежить точка складу цiєї подвiйної сполуки, то воно при нагрiваннi розлогається у твердому станi [5].

На пограничних кривих, кожна з яких роздiляє два поля первиної кристалізації, у рiвновазi знаходяться три фази - рiдина i кристали двох сполук поля яких роздiляє ця крива, тобто система по правилу фаз у даному випадку є моноварiантною. На пограничних кривих звичайно вказується напрям падiння температури. В залежностi вiд характеру процеса, що вiдбувається в системi при змiнi температури уподовж пограничних кривих, вони роздiляються на конгруентнi i iнконгруентнi. На конгруентних пограничних кривих вiдбувається фiзичний процес кристалiзації. Iнкогруентнi є кривими на яких вiдбувається хiмiчна реакцiя [5].

Потрійні точки. Три прикордонні криві, що сходяться на діаграмі стану утворюють потрійні точки (точки f,b,e), в яких, якщо кристалізація не закінчена, в рівновазі знаходяться чотири фази - рідина составу цієї точки та три кристалічних сполуки, поля первісної кристалізації яких сходяться в цій точці (в потрійній точці e в рівновазі з рідкою фазою знаходяться кристали сполук MgОSiO₂, SiO₂Al₂O₃, MgОAl₂O₃ і 2MgO₂Al₂O₃5SiO₂. В залежності від напрямку падіння температури на прикордонних кривих потрійні точки поділяються на точки евтектики, точки подвійного підйому та точки подвійного опускання. Точка евтектики являється точкою, яка утворена трьома прикордонними кривими с падаючою по всім трьом кривим до цієї точки температурою, точка подвійного підйому утворюється трьома прикордонними кривими, по двом з яких температура падає до точки, а по одній - від точки, точка подвійного опускання утворюється, коли по одній прикордонній кривій температура падає до точки, а по двом іншим прикордонним кривим - від точки. На діаграмі точками евтектики являються потрійні точки e,a, а точками подвійного підйому - b,f.

Єднальні прямі та елементарні трикутники. Прямі лінії на діаграмі стану, які поєднують точки составів індивідуальних хімічних сполук, які мають суміжні поля первісної кристалізації, називаються з'єднувальними прямими (прямі MgOAl₂O₃ - 3Al₂O₃2SiO₂, Mg₂SiO₄ -MgOAl₂O₃, SiO₂-MgOAl₂O₃). Кожній прикордонній кривій на діаграмі стану відповідає своя єднальна пряма, яка поєднує состави кристалічних фаз (сполук), що знаходяться в рівновазі вздовж цієї прикордонної кривої, та, навпаки, кожній єднальній прямій відповідає своя прикордонна крива [7].

Єднальні прямі розбивають все поле трикутника концентрацій на елементарні трикутники (дивись рисунок 3.4) , які утворюються єднальними прямими.



Рисунок 3.4 - Діаграма стану MgO-Al₂O₃-SiO₂

Трикутники:

Al₂O₃ - 3Al₂O₃2SiO₂ - MgOAl₂O₃, 3Al₂O₃2SiO₂ - 2MgO2Al₂O₃5SiO₂ -4MgO5Al₂O₃2SiO₂, Mg₂SiO₄ - 2MgO2Al₂O₃5SiO₂ - MgOAl₂O₃, Mg₂SiO₃ -2MgO2Al₂O₃5SiO₂ - SiO₂, 4MgO5Al₂O₃2SiO₂ - 3Al₂O₃2SiO₂ - MgOAl₂O_3.

Елементарними являються тільки ті трикутники, які не вміщують всередині себе інших єднальних прямих і, відповідно, інших трикутників. Елементарні трикутники дозволяють визначати кінцеві фази (сполуки) кристалізації, що виділяються з трьохкомпонентного розплаву любого составу, й на основі цього - кінцеву точку (температуру) кристалізації [7].

3.3 Визначення вмісту компонентів на основі трикутника концентрацій

Для визначення вмісту якого-небудь компоненту, наприклад MgOAl₂O₃ (рис.3.5), в трикомпонентному розплаві (або сумарного вмісту компонентів в твердих фазах), який відповідає даній фігуративній точці М.

Щоб визначити склад кристалічної фази, а також рівноважну температуру, побудуємо шлях кристалізації. Шлях кристалізації даного розплаву буде відповідати кривій М - Н - К. далі визначається кількість рідкої фази до початку спільної кристалізації MgOAl₂O₃ та 2MgOSiO₂ у точці Н, при цьому першим буде кристалізуватися лише шпінель (MgOAl₂O₃).

Рисунок 3.5 - Діаграма стану MgO-Al₂O₃-SiO₂

Кількість рідкої фази для точки Н знаходиться за правилом важеля. Щоб визначити кількість рідкої фази при температурі 1550 °С (точка Д), при якій у рівновазі з рідкою фазою будуть знаходитися кристали MgOAl₂O₃ та 2MgOSiO₂. Для цього необхідно провести пряму, яка проходить через точки Д та М до перетину зі з'єднувальную прямою MgOAl₂O₃ - 2MgOSiO₂ у точці В [8].

3.4 Визначення шляху кристалізації розплаву при ліквації

У полі кристалізації кристобаліту є область стабільної ліквації. Ізотермічний перетин купола метастабільної ліквації при 1000 °С в цій системі побудовано Б.Г.Варшалом (рис. 3.3) [7].

Рисунок 3.6 - Перетин купола метастабільної ліквації при 1000 °С в системі MgO-Al₂O₃-SiO₂

Кристалізація розплаву починається з виділення кристалів SiO₂ склад рідкої фази при цьому змінюється по продовженню прямої a₂B. Як тільки точка складу рідкої фази дійде до лівої гілки бінодальної кривої (точка т), однорідний розплав розшаровується на дві не змішувані рідини, склад першою з яких буде відповідати точці т, а склад другої - точки п, тобто точці протилежного кінця проходить через точку т коноди, що лежить на правій гілки бінодальної кривої. При подальшій кристалізації компонента SiO₂ складу першої рідини буде змінюватися по лівій гілки бінодальной кривій від точки т в напрямку точки т ', а другої рідини - по правій гілки від точки п до точки п' [7].

Коли склад другої рідини досягне точки п' (вона знаходиться як точка перетину правої гілки бінодальной кривої з продовженням прямої а₂b), рівноважна з нею першим рідина, склад якої вкаже протилежний кінець коноди - точка т', зникне, повністю закристалізується, тобто ліквація припиниться. Надалі шлях кристалізації однієї рідини,що залишилась піде у відповідності із загальним правилом визначення первинного шляху кристалізації по прямій п'р [8].

3.5 Визначення характеру процесу, що відбувається в точці евтектики

У точці евтектики при відібранні від системи теплоти при постійній температурі (система інваріантна), що відповідає цій точці, відбувається фізичний процес одночасної кристалізації з рідкої фази складу цієї точки трьох сполук, поля первинної кристалізації яких сходяться в цій точці.

При нагріванні, навпаки, відбувається одночасне плавлення зазначених сполук. Наприклад, в точці евтектики е₁ (див. рис. 3.2) при охолодженні відбувається спільна кристалізація сполук кордієрит, енстатит і кристобаліт, поля первинної кристалізації яких сходяться в цій точці, а при нагріванні кристали зазначених сполук переходять в розплав. Легкоплавка евтектика е₁ з температурою 1355 °С утворена енстатитом, кордієритом і кремнеземом [8].

Система характеризується великою схильністю до утворення твердих розчинів. В результаті можуть виникнути чотири види кордіеритових твердих розчинів: 1) кордієрит пересичений кремнеземом, тобто з надлишком кремнезему; 2) кордієрит з нестачею кремнезему; 3) кордієрит з надлишком глинозему; 4) кордієрит з нестачею глинозему [5].

3.6 Шляхи кристалізації розплаву, визначення температури початку кристалізації розплаву

Для того щоб визначити шлях кристалізації розплаву, необхідно знайти точку заданого составу на діаграмі стану системи MgO-Al₂O₃-SiO₂ - це точка А (рис.3.7).

Рисунок 3.7 - Діаграма стану MgO-Al₂O₃-SiO₂

Точка А попадає у елементарний фазовий трикутник: 2MgOSiO₂ - MgO Al₂O₃ - 2MgO 2Al₂O₃5SiO₂. Тому кінцевою точкою кристалізації розплаву А буде потрійна евтектична точка К, у якій сходяться поля первинної кристалізації сполук 2MgOSiO₂, MgO Al₂O₃ та 2MgO 2Al₂O₃5SiO₂ [1].

А оскільки точка А лежить у полі первинної кристалізації шпінелі (MgO Al₂O₃) - це відрізок А-В до перетину з конгруентною прикордонною кривою MgO Al₂O₃ - 2MgOSiO₂ в точці В. Далі шлях кристалізації піде до падіння прикордонної кривої (В-К) і по мірі просування по ній буде відбуватися спільна кристалізація двох фаз: шпінелі (MgO Al₂O₃) та форстериту (2MgOSiO₂). При досягненні евтектичної точки К залишковий розплав повністю кристалізується з утворенням трьох фаз: 2MgOSiO₂, MgO Al₂O₃ та 2MgO 2Al₂O₃5SiO₂ [1].

Шляхи кристалізації в системі відрізняються значною складністю внаслідок інконгруентного характеру плавлення потрійних сполук. Найбільший інтерес представляють шляхи кристалізації складів, що лежать в області кордієриту або поблизу нього, а також в області шпінелі, корунду і муліту [8].

У полі кордієриту шлях кристалізації йдуть по прямим, вихідними з точки складу кордієриту. Закінчується кристалізація в евтектичних точках з температурою 1355 °С, якщо точка заданого складу лежить в фазовому трикутнику кордієрит-енстатит-тридіміт і з температурою 1365 °С - у разі фазового трикутника кордієрит-енстатіт-форстерит. Тільки неначна частина складів цієї області, що належать фазовому трикутнику кордієрит-форестерит-шпінель закінчує кристалізацію в точці подвійного підйому з температурою 1373 °С [8].

Склади, що лежать в полі кристалізації муліту або шпінелі мають більш складні шляхи кристалізації. Прикордонні криві між полями кристалізації сапфірин-шпінель і муліт-кордієрит інконгруентні, а інваріантна точка з температурою 1482 °С між полями шпінелі, муліта і сапфірина є точкою подвійного опускання. Тому шляхи кристалізації розплавів можуть проходити дві потрійні інваріантні точки і закінчуватися в третій. Так, склад а, який належить до фазового трикутника сапфірин-муліт-кордієрит, матиме шлях кристалізації, що проходить через точку подвійного підйому з температурою 1578 °С (шпінель-муліт-корунд), а потім через точку подвійного опускання з температурою 1482 °С (шпінель-муліт-сапфірін) і закінчується в точці подвійного підйому з температурою 1460 °С (сапфірін-муліт-кордієрит). У точці подвійного опускання 1482 °С закінчать кристалізацію лише склади, що лежать в фазовому трикутнику шпінель-сапфірін-муліт [8].

Склад b лежить в полі кристалізації муллита. Шлях кристалізації його піде по продовженню лінії муліт - точка b з виділенням муліта. Далі фазові перетворення підуть за схемою: розплав муліт + рідина муліт (розчиняється) + кордієрит (утворюється) + рідина кордієрит + рідина кордієрит + трідиміт + рідина (в точці евтектики): кордієрит + тридиміт + протоенстатіт + рідина кордієрит + трідіміт + енстатит. Кристалізація закінчиться в евтектиці при температурі 1355 °С. Таким чином, кристали муліту на прикордонній кривій розчиняються і шлях кристалізації покине прикордонну криву в точці їх зникнення [7].

3.7 Практичне застосування двокомпонентної діаграми стану MgO-Al₂O₃-SiO₂ у промисловості

Завдяки знанням в області трикомпонентної діаграми стану MgO-Al₂O₃-SiO₂ можна фігурувати з температурами та отримувати різні модифікації кордієриту. Наприклад при 980 °С, можна отримати метастабільнийтвердий розчин, що позначається як «високий кварц». Максимальну кількість цього продукту, можно отримати вже через 50 хв., а потім відбувається наростання кількості «високого кордиериту».

Система MgO-А1₂О₃-SiO₂ має значення для технології отримання різних вогнетривів (периклазових, шпінелевих, корундових, форстеритових), спеціальних керамічних виробів (кордієритових, стеатітових), склокристалічних матеріалів і, зокрема, має особливе значення для отримання керамічних і склокристалічних матеріалів з виключно низьким і навіть негативним коефіцієнтом термічного розширення на основі кордієриту.

Вогнетриви виготовлені на цій основі широко використовуються в металургії при футеровці сталеплавильних агрегатів, тому характеризуються високою вогнетривкістю, не зазнають модифікаційних перетворень при нагріванні, мають високу хімічну стійкість до агресивного впливу розплавів металів і основних шлаків.

4. Практичне застосування діаграм стану, шляхом вирішення задач

4.1 Вирішення задачі по двокомпонентним системам

Задача № 68

Визначити якісний та кількісний фазовій склад при повній кристалізації суміші, яка містить 60% Na₂O та 40% P₂O₅ [3]

Рішення

Як видно з діаграми стану системи Na₂O - P₂O₅ (рисунок 4.1) при повній кристалізації суміші, яка містить 60% Na₂O та 40% P₂O₅, система буде являти собою суміш кристалів Na₂OP₂O₅ та 2Na₂OP₂O_5.

Кількість рівноважних фаз за діаграмою стану можна розрахувати аналітичним способом за допомогою рівняння:

де Р₁ - кількість кристалів Na₂OP₂O₅, %;

Х - вміст Na₂O у вихідній суміші, Х = 60%;

х - вміст Na₂O у твердій фазі Na₂OP₂O₅, дорівнює 50%, що витікає з діаграми (рис. 1.3);

х^' - вміст Na₂O у твердій фазі 2Na₂OP₂O₅, дорівнює 66,6% (рис.1.3);

Р₂ - кількість кристалів 2Na₂OP₂O₅, %;

Тоді маємо:

Р₁= 40%

Р₂ = 100 - 40 = 60%

Отже, при повній кристалізації суміші, яка містить 60% Na₂O та 40% P₂O₅, отримуємо суміш кристалів 40% Na₂OP₂O₅ та 60% 2Na₂OP₂O₅.



Рисунок 4.1 - Діаграма стану двокомпонентної системи Na₂O - P₂O₅ .

Завдання №69

Визначити при 1100 °С склад рідини, що не змішується, яка отримана при плавленні суміші, що містить 60% В₂O₃ та 40% ZnO [3]

Рішення

На діаграмі стану системи ZnO-В₂O₃ (рис.4.2) знайдемо точку вихідної суміші - це точка а, і від неї підіймемо перпендикуляр до коноди 1100 °С (точка а^').



Рисунок 4.2 - Діаграма стану системи ZnO - В₂O₃

Точки перетину коноди з кривою ліквації (точки в та с) відповідають складу рідинам, що не змішуються, які утворені в процесі плавлення вихідної суміші при 1100 °С.

Від точок перетину опустимо перпендикуляри на вісь складу та знайдемо рідини, що не змішуються:

Р1: 47% В₂O₃ та 53% ZnO;

Р2: 96% В₂O₃ та 4% ZnO;

Кількість кожної з рівноважних фаз можна розрахувати по коноді в - с за допомогою правила важеля:



де - кількість рідкої фази, яка відповідає фігуративній точці в (Р₁).

Отже,

Кількість рідкої фази, яка відповідає фігуративній точці с (Р₂):

4.2 Вирішення задачі по трикомпонентним системам

Завдання №67

Описати шлях кристалізації розплаву, який містить 30% MgO, 40% Al₂O₃, 30% SiO₂. Визначити від якої температури необхідно загартовувати склад, щоб у продуктах містилось 60% скла [3]

Рішення

Знайдемо точку заданого складу на діаграмі системи MgO - Al₂O₃ - SiO₂ - це точка А (рис 4.3). Точка А потрапляє у елементарний фазовий трикутник: 2MgOSiO₂ - MgOAl₂O₃ - 2MgO 2Al₂O₃ 5SiO₂. Тому кінцевою точкою кристалізації розплаву А буде потрійна точка К, у якій сходяться поля первинної кристалізації сполук 2MgOSiO₂, MgOAl₂O₃, 2MgO 2Al₂O₃ 5SiO₂.Оскільки точка А лежить у полі первинної кристалізації шпінелі (MgOAl₂O₃), то шлях кристалізації точки А піде по продовженню прямої, яка з'єднує точку А з точкою шпінелі (MgOAl₂O₃) - це відрізок А-В до перетину з конгруентною прикордонною кривою 2MgOSiO₂ - MgOAl₂O₃ в точці В.

Далі шлях кристалізації піде по ділянці прикордонної кривої (В-К) і по мірі просування по ній буде відбуватися спільна кристалізація двох фаз: шпінелі (MgOAl₂O₃) та форстериту (2MgOSiO₂). При досягненні евтектичної точки К залишковий розплав повністю кристалізується з утворенням трьох фаз 2MgOSiO₂, MgOAl₂O₃, 2MgO 2Al₂O₃ 5SiO₂.

Вміст у продуктах 60% скла можливий у тому випадку, коли у даній точці шляху кристалізації вміст рідкої фази буде складати 60%.

Спочатку знайдемо кількість рідкої фази до початку спільної кристалізації MgOAl₂O₃ та 2MgOSiO₂ в точці В. Кількість рідкої фази Р знаходимо за допомогою правила важеля:

100 % =

Умові Р = 60 % на прикордонній кривій ВК буде відповідати точка В', Кількість рідкої фази Р1 знаходимо за допомогою правила важеля:

100 % =

Рисунок 4.3 - Діаграма стану MgO-Al₂O₃-SiO₂

Точка В' відповідає температурі ~ 1460 °С. Тоді загартування розплаву, якій містить 30 % МgO, 40 % А1₂O₃, 30 % SіO₂, у продуктах якого містилось би 60 % скла, необхідно починати від температури ~ 1460 °С

Завдання № 68

Вихідний розплав, який містить 35 % МgO, 40 % Аl₂O₃, 25 % SіO₂, охолоджений до температури при якій залишається 55 % рідкої фази. Визначити склад і співвідношення кристалічних фаз, а також рівноважну температуру, до якої охолоджується розплав [3].

Рішення

Спочатку знаходимо місце положення точки заданого складу (35 % МgO, 40 % Аl₂O₃, 25 % SіO₂, ) - це точка М на діаграмі стану системи МgO - А1₂O₃ - SiO₂ (рис. 4.4).

Щоб визначити склад і співвідношення кристалічних фаз, а також рівноважну температуру, при якій залишається 55 % рідкої фази, побудуємо шлях кристалізації вказаного розплаву. Шляху кристалізації даного розплаву буде відповідати крива М - Н - К.

Спочатку визначимо кількість рідкої фази до початку спільної кристалізації МgO А1₂O₃ та 2МgOSiO₂ у точці Н, при цьому першим буде кристалізуватися шпінель (МgO А1₂O₃). Кількість рідкої фази для точки Н знайдемо за правилом важеля:

100 % =

Знайдемо кількість рідкої фази при температурі 1550 °С (точка Д), при якій у рівновазі з рідкою фазою буде знаходитися кристали МgOА1₂0₃ та 2МgO SiO₂.

Для цього проводимо пряму, яка проходить через точки М та Д до перетину зі з'єднувальною прямою МgO А1₂O₃ 2МgO SiO₂ в точці В. Тоді знаходимо:

100 % =

Отже 55 % рідкої фази буде знаходиться в інтервалі температур (1600- 1550) °С. Умові Р = 55 % буде відповідати точка О (рис. 3.5). Для точки О:

100 % =

З діаграми стану видно, що точки О відповідає температура 1590 °С.

Рисунок 4.4 - Діаграма стану MgO-Al₂O₃-SiO₂

Склади рівноважних кристалічних фаз:

1) шпінель (МgO А1₂O₃) - 28 % МgO та 72 % А1₂O₃;

2) форстерит (2МgO SiO₂) - 57 % МgO та 43 % SiO₂.

Вміст кожної з кристалічних фаз розраховуємо по місце положенню точки Р на з'єднувальній прямій МgO А1₂O₃ - 2МgO SiO₂:

100 % = (100-55)

Вміст кристалів форстериту (2МgO SiO₂) при температурі 1590 °С буде: 100 - 38 - 55 = 7%.

Висновки

На основі аналітичного аналізу літератури та проведеної роботи по вивченню та ознайомленню з фазовими діаграмами двокомпонентних систем Na₂O - P₂O₅, ZnO - B₂O₃ та трикомпонентної системи MgO - Al₂O₃ - SiO₂ можна зробити наступні висновки:

1. Фізична хімія як наука та її розділ про фазові діаграми має важливе значення в наш час. Вивчення діаграм стану дає можливість спостерігати за фазовими перетвореннями, процесами кристалізації, плавлення, розкладення вихідних компонентів, надає знання відносно того, які сполуки можуть утворюватися у системі, в яких поліморфних модифікаціях вони знаходяться, при якій температурі, з яким складом. Саме завдяки цьому можливо отримувати якісні кінцеві матеріали з гарними заздалегідь заданими властивостями.

2. Вивчення фазових діаграм дає можливість цілеспрямовано впливати на процеси синтезу, а також обрати оптимальні умови та параметри для його проведення. Так, наприклад, знаючи, що система, яка має евтектичний склад плавиться при найнижчій температурі - евтектичній температурі, у порівнянні з температурами плавлення або кристалізації інших складів даної часної системи, можна забезпечити економію паливно-енергетичних ресурсів без негативного впливу на вихідні продукти, проводячи процеси синтезу при пониженій температурі.

3. Вивчення діаграми стану Na₂O-P₂O₅ є дуже важливим, оскільки результати досліджень використовуються у багатьох галузях будівельної промисловості. Головний інтерес обумовлений важливістю вивчення сполук оксиду натрію та пентаксиду фтору при виготовленні деяких видів скла спеціального складу - оптичного скла, що використовується при конструюванні різноманітних оптичних приборів. Діаграма стану Na₂O - P₂O₅ грає важливу роль у виробництві фосфатного лазерного скла. Фосфатне скло призначене для виготовлення активних елементів твердотільних лазерів.

4. Дослідження та аналіз діаграми стану двокомпонентної системи ZnO-B₂O₃ має дуже велику роль у наш час, оскільки сучасна промисловість та прогрес виробництва постійно вимагає нових видів матеріалів з особливими властивостями. Так дана діаграма має суттєве значення у виробництві оптичного стекла, а саме у виробництві боратного скла.

Боратне скло-найбільш перспективне, так як відрізняється низькою електропровідністю і малими діелектричними втратами, високою механічною міцністю, а також термічної і кліматичної стійкістю. Боратне скло має структуру, відмінну від структури силікатного скла, і здатне витримувати помірні концентрації катіонів, не збільшуючи електропровідність.

5. Система оксид магнію - оксид алюмінію - оксид кремнію має велике практичне значення. Без силікатних матеріалів - різних видів цементу, бетону, шлакобетону, кераміки, скла, вогнетривів навряд чи можна уявити собі наше повсякденне життя. Виробництво саме цих матеріалів пояснює та доводить важність вивчення діаграми та її практичне використання.

6. Таким чином, значення науки хімія силікатів та її внесок у сучасне виробництво має глобальний характер. Оскільки створення нових видів матеріалів з наперед заданими особливими властивостями: надміцність, надпластичність, надпровідність, вогнетривкість неможливе без глибоких знань про структуру і властивості матеріалів. Всіма цими питаннями займається фізична хімія силікатів, що і є неспростовним доказом важливості вивчення даної галузі науки і актуальність даних питань у наш час.

Перелік посилань

1. А.С. Бережной - Многокомпонентные системы окислов. - К.:Наукова думка, 1970.-535с.

2. В.С. Горшков, В.Г. Савельев, Н.Ф. Федоров - Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений. - М.:Высшая школа,1988.-400с.

3. Н.М. Бобкова, Л.М. Силич, И.М. Терещенко - Сборник задач по физической химии силикатов и тугоплавких соединений.-М.: Университетское, 1990. -176с.

4. Торопов Н.А. и др. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник.- . - М.: Высшая школа, 1969. - 826с.

5. А.А. Пащенко - Физическая химия силикатов.-М.:Высшая школа, 1986.-368с.

6. К.К. Стрелов - Теоретические основы технологии огнеупорных материалов. - М.: Металлургия, 1985.-480с.

7. В. Эйтель - Физическая химия силикатов. - М.: Издательство иностранной литературы, 1962. - 1056с.

8. А.С. Бережной, Я.Н. Питак, А.Д. Пономаренко, Н.П. Соболь - Физико-химические системы тугоплавких, неметаллических и силикатных материалов: Учеб. пособие - К.: УМК ВО,1992. - 72 с.

Размещено на Allbest.ru