ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимные превращения основных модификаций вЮг и области их устойчивости из "Физическая химия силикатов и тугоплавких соединений" Диаграмма состояния SIO2 в координатах упругость пара — температура , включающая только основные модификации, построена К. Н. Феннером (1913). С учетом последующих дополнений и уточнений она приведена на рис. 7. [c.32] Согласно диаграмме, наиболее устойчивой формой кремнезема при обычных условиях является -кварц, быстро переходящий при 573 °С в а-кварц. [c.32] Переход кварца в тридимит совершается очень медленно с применением минерализаторов при температуре не нил е 870 °С. Медленность таких превращений — результат происходящей более глубокой перестройки кристаллической решетки. При температуре выше точки превращения в присутствии минерализаторов скорость превращения слева направо увеличивается. Особенно трудны пре-вра це[ ия справа налево. [c.32] Для перехода от структуры кварца к структуре тридимита необходимо выпрямление связи Si—О—Si до 180 °С и поворот одного тетраэдра относительно другого, прн котором разрываются 3/4 связей Si—О. Эти процессы требуют большой затраты энергии, и переход совершается с трудом. [c.32] Обратный переход тридимита в кварц осуществляется также очень медленно — ниже 870° в гидравлической бомбе при действии воды под давлением или в присутствии вольфрамовокислого натрия. До 870° стабильной формой кремнезема является кварц. [c.32] Будучи устойчивым между 573—870 °С, а-кварц может быть (как это видно из пунктирного продолжения сплошной кривой на рис. 7) перегрет и в точке пересечения с неустойчивой ветвью кривой расплава при a 1610° расплавлен в неустойчивом состоянии. [c.32] Обычное охлаждение а-тридимита дает не кварц, а при 163 °С— р-тридимит и при 123 °С — у-тридимит, хотя и неустойчивый, но существующий неопределенно долго. Согласно последним данным, р-тридимит имеет разновидности, которые можно обозначить как Р г, Р2- Рз-тридимит. а-Тридимит в условиях быстрого нагревания может быть перегрет и расплавлен при 1670 °С. [c.33] При 1470 °С а-тридимит переходит в а-кристобалит. Область устойчивости а-кристобалита — 1470—1728 °С. При охлаждении он переходит в р-кристобалит (тоже неустойчивая форма, но может сохраняться неопределенно долго при обычных условиях). Состояния, отмеченные на диаграмме пунктиром,— неустойчивы. При 1728 X а-кристобалит плавится, но при 1800 °С и до 2000 °С расплав еще остается очень вязким. Кремнеземистый расплав легко переохлаждается в кремнеземистое (кварцевое) стекло. При нагревании до температуры выше 1000 °С оно расстекловывается с выделением метастабильного кристобалита. [c.33] Анализ соотношения размеров пустот в структурных решетках кварца, тридимита и кристобалита, а также размеров радиусов примесных ионов показывает, что литий и натрий должны входить в решетку кварца, калий — в решетку тридимита, а рубидий и цезий — в решетку кристобалита. При внедрении их в неупорядоченную структурную сетку силикагеля образуется преимущественна та или иная модификация. Это, по-видимому, объясняется избирательным координирующим действием примесных ионов и незначительной деформацией решетки. [c.33] Все указанные превращения энантиотропны. [c.33] Такое сочленение тетраэдров обусловливает низкую устойчивость его структуры. Вследствие этого он обладает повышенной химической активностью. [c.34] При нагревании до 200—800 °С кремнезем-W медленно переходит в тридимит, а при более высоких температурах — в кристобалит. [c.34] По-впдимому, из волокнистого кремнезема образовались тонковолокнистые разновидности халцедона. [c.34] Прн давлении 35—127 МПа и температуре 650—850° в гидротермальных условиях и в присутствии щелочей получена новая форма кремнезема, названная кититом. Кристаллизуется китит в тетрагональной системе. Его структура характеризуется наличием четырехходовых спиралей из тетраэдров fSi04], которые связаны между собой дополнительными тетраэдрами [Si04]. Дополнитель ные тетраэдры связывают четыре различные спирали. [c.34] Китпт обладает до 400° отрицательным средним тепловым расширением. Параллельно одной оси китит при нагревании расширяется, а параллельно другой — сжимается. [c.34] В процессе нагревания китит при атмосферном давлении переходит в кристобалит. Положение китита на диаграмме состояния системы Si02 не выяснено. [c.34] При давлении порядка 27—ЗО-Ю МПа и температуре 500— 800 °С в гидротермальных условиях синтезирована новая модификация кремнезема, названная коэситом. Кристаллы коэсита имеют гексагональную симметрию. [c.34] Вернуться к основной статье