Описание химического взаимодействия в системе CaO-Al2O3-SiO2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приводится построение древа фаз и описание химического взаимодействия для тройной оксидной системы CaO-Al2 O3 - SiO2 . Особый интерес к системе, состоящей из оксидов кальция, алюминия и кремния, связан с получением высоко востребованных функциональных материалов с заданными свойствами. Расплавы системы CaO-Al2 O3 -SiO2 имеют большое теоретическое и прикладное значение. Это обусловлено значительной ролью расплавов этих оксидов и их смесей в металлургии, производстве керамики и других областях промышленности. Фазовые соотношения в системе при полном исчезновении жидкости в системе CaO-Al2 O3 -SiO2 позволили построить древо фазсистемы, которое включает линейную часть и два цикла. Построение древа фаз приводится с учетом образования четырех двойных соединений в системе CaO-SiO2 , пяти двойных соединений в системе CaO-Al2 O3 , одного двойного соединения в системе Al2 O3 -SiO2 и двух тройных соединений. Стабильный комплекс включает пятнадцать вторичных фазовых треугольников, соединяющихся между собой шестнадцатью стабильными секущими. Для смесей, отвечающих точками эквивалетности (точками пересечения нестабильных и стабильных секущих) описано химическое взаимодействие в соответствии с законом эквивалентов. Сделан вывод, что для всех смесей, отвечающих точкам эквивалентности, для стандартных условий термодинамически возможны взаимодействия. Выполнен прогноз кристаллизующихся фаз.

Об авторах

Иван Кириллович Гаркушин

Самарский государственный технический университет

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус

Ольга Владимировна Лаврентьева

Самарский государственный технический университет

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус

Список литературы

  1. Бережной А. С. Многокомпонентные системы окислов. Киев : Наук. думка, 1970. 543 с.
  2. Пащенко А. А., Мясников А. А., Мясникова Е. А. Физическая химия силикатов / под ред. А. А. Пащенко. М. : Высш. шк., 1986. 368 с.
  3. Филоненко Н. Е., Лавров Л. В. Условия равновесия в углу Al2O3 тройной системы CaO-Al2O3-SiO2 // Журн. прикл. хим. 1950. № 23. С. 1040–1046.
  4. Koziol A. M., Newton R. C. Redetermination of the anorthite breakdown reaction and improvement of the plagioclase-garnet-Al2SiO5-quartz geobarometer // Am. Mineral. 1988. Vol. 73. Р. 216–223.
  5. Longhi J., Hays J. F. Phase equilibria and solid solution along the join CaAl2Si2O8-SiO2 // Am. J. Sci. 1979. Vol. 279, iss 7. Р. 876–890. https://doi.org/10.2475/ajs.279.7.876
  6. Rankin G. A., Wright F. E. The ternary system CaOAl2O3-SiO2 // Am. J. Sci. 1915. Vol. s4-39 (229). P. 1–79.
  7. Працкова С. Е., Бурмистров В. А., Старикова А. А. Термодинамическое моделирование оксидных расплавов системы CaO-Al2O3-SiO2 // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2020. Т. 63, вып. 1. С. 45–50.
  8. Кузьменков М. И., Сушкевич А. В., Манак Т. Н. Синтез клинкера для стоматологического цемента для пломбирования корневых каналов // Тр. БГТУ. Химия и технол. неорг. веществ. 2011. № 3. С. 79–83.
  9. Сушкевич А. В., Кузьменков М. И., Шалухо Н. М., Манак Т. Н. Проявление метастабильного парагенезиса при твердофазовом взаимодействии в системе СаО-Al2O3-SiO2 // Тр. БГТУ. Химия и технол. неорг. веществ. 2012. № 3. С. 51–56.
  10. Сергиевич О. А., Алексеенко И. А., Артемьев Е. А. Керамические материалы с повышенной износостойкостью для машиностроительной и легкой промышленности // Тр. Кольск. науч. центра РАН. 2017. Т. 8, № 5. С. 167–172.
  11. Трибушевский Л. В., Немененок Б. М., Румянцева Г. А., Кулик М. А. Внепечная обработка стали отходами от переработки вторичного алюминия // Литье и металлургия. 2018. № 1 (90). С. 100–105.
  12. Вильданов С. К. Расчет вязкости и теплопроводности стекол на основе системы SiO2-Al2O3-R2O, где R – Na и K c добавками CaO, MgO, FeO при высокой температуре // Физика и химия стекла. 2021. T. 47, № 3. С. 306–319.
  13. Фукс Э., Савицки Й., Генералов А. В. Применение теплоизоляционных и экзотермических материалов фирмы «Foseco Steel» в ОАО «МЗ Камасталь» // Сталь. 2006. № 11. С. 46–51.
  14. Шабловский В. А., Климов Ю. В., Онищенко Н. Ф. Специализированные смеси для сифонной разливки стали // Сталь. 2009. № 6. С. 21–24.
  15. Вильданов С. К., Лиходиевский А. В., Пыриков А. Н. Разработка и внедрение энергосберегающих материалов для разливки стали // Новые огнеупоры. 2011. № 8. С. 3–6.
  16. Ахметов А. Б. Разработка и освоение новых теплоизолирующих смесей для разливки стали // Сталь. 2008. № 8. С. 29–31.
  17. Бабина И. А., Бабин А. О. Исследование свойств оксидных расплавов в модельном эксперименте // Расплавы. 2019. № 2. С. 133–141.
  18. Топтыгин А. М., Полозов Е. Г., Айзин Ю. М. Совершенствование защитных шлакообразующих смесей для промежуточного ковша МНЛЗ // Сталь. 2007. № 3. С. 20–24.
  19. Капитанов В. А., Куклев А. В., Полозов Е. Г. Исследование теплоизоляционных свойств шлаковых смесей для промежуточного ковша // Сталь. 2009. № 1. С. 28–31.
  20. Вильданов С. К. Разработка и внедрение теплоизолирующих и шлакообразующих материалов серии «Изотерм-1600» // Сталь. 2018. № 9. С. 17–22.
  21. Проводова А. А., Якушевич Н. Ф., Козырев Н. А. Определение термодинамической активности компонентов жидкой фазы системы CaO·SiO2- CaO·Al2O3·2SiO2-CaO·TiO2·SiO2 в состоянии четырехфазного инвариантного равновесия // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2013. № 8. С. 27–32.
  22. Байдерякова С. Молекулярно-динамическое исследование расплавов cистемы CaO-Al2O3 // Неорганические материалы. 2001. Т. 37, № 5. С. 571–576.
  23. Yao Z., Ma XD., Lyu S. Phase equilibria of the Al2O3- CaO-SiO2-(0%, 5%, 10%) MgO slag system for nonmetallic inclusions control // CALPHAD. Сomputer Сoupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 2021. Vol. 72. Article № 102227. 10.1016/j.calphad.2020.102227' target='_blank'>https://doi: 10.1016/j.calphad.2020.102227
  24. Шорников С. И. Термодинамические свойства расплавов системы CaO-Al2O3-SiO2 // Электрон. науч.- информ. журн. Вестник Отделения наук о Земле РАН. 2007. Т. 25, № 1. URL: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/1–2007/informbul–1_2007/ term–48.pdf.
  25. Волокитин О. Г., Скрипникова Н. К. Расчет кривых плавкости многокомпонентных силикатных систем // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2016. Т. 59, вып. 11. С. 50–54.
  26. Mao H. H., Hillert M., Selleby M., Sundman B. Thermodynamic assessment of the CaO-Al2O3-SiO2 system // J. Am. Ceram. Soc. 2006. Vol. 89, № 1. P. 298–308. 10.1111/j.1551-2916.2005.00698' target='_blank'>https://doi: 10.1111/j.1551-2916.2005.00698
  27. Fabrichnaya O. B., Nerad I. Thermodynamic properties of liquid phase in the CaO center dot SiO2-CaO center dot Al2O3 center dot 2SiO2-2CaO center dot Al2O3 center dot SiO2 system // J. Am. Ceram. Soc. Vol. 20, № 4. P. 505–515. 10.1016/S0955-2219(99)00179-X' target='_blank'>https://doi: 10.1016/S0955-2219(99)00179-X
  28. Berman R. G., Brown T. H. A Thermodynamic model for multicomponent melts with application to the system CaO-Al2O3-SiO2 // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. Vol. 48, № 4. P. 661–678. 10.1016/0016-' target='_blank'>https://doi: 10.1016/0016- 7037(84)90094-2
  29. Термические константы веществ. Вып. IV / под ред. акад. В. П. Глушко. М. : ВИНИТИ, 1970. 510 с.
  30. Термические константы веществ. Вып. IX / под ред. акад. В. П. Глушко. М. : ВИНИТИ, 1981. 575 с.
  31. Термические константы веществ. Вып. V / под ред. акад. В. П. Глушко. М. : ВИНИТИ, 1971. 530 с.
  32. Гаркушин И. К., Лаврентьева О. В., Штеренберг А. М. Древо фаз, прогноз кристаллизующихся фаз и описание химического взаимодействия в системе KCl–CaCl2–BaCl2 // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2022. Т. 22, вып. 3. С. 282–291. https://doi. org/10.18500/1816-9775-2022-22-3-282-291
  33. Гаркушин И. К., Лаврентьева О. В., Штеренберг А. М. Прогноз кристаллизующихся фаз и описание химического взаимодействия в системе Al2O3–TiO2–MgO // Физика и химия стекла. 2022. Т. 48, № 2. С. 180–188.
  34. Афиногенов Ю. П., Гончаров Е. Т., Семенова Г. В., Зломанов В. П. Физико-химический анализ многокомпонентных систем. М. : МФТИ, 2006. 332 с.
  35. Гаркушин И. К., Сухаренко М. А., Бурчаков А. В. Теоретическое и экспериментальное исследование физико-химических систем. Самара : СамГТУ, 2019. 344 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».