J. I. A L im j o n o V a, A. A. Is m a t o V
7 - § . M g O — A 120 3— S i 0 2 s is t e m a s in in g
Download 14.54 Kb. Pdf ko'rish
|
|
9 7 - § . M g O — A 120 3— S i 0 2 s is t e m a s in in g h o la t d ia g r a m m a s i M gO—A120 3—S i0 2 sistemasida 9 ta kimyoviy birikm a mavjud. U lardan 3 tasi oddiy oksidlar, 4 tasi b inar birikm alar va nihoyat 2 tasi uchlam chi birikm alar (2M gO • 2A120 3 • 5 S i0 2 — kordiyerit va 4M gO • 5A120 3 ■ 2 S i0 2 — sapfirin) hisoblanadi (95- rasm). 95-rasm. MgO—A120 3—S i02 sistemasining Osborn va Muan bo'yicha holat diagrammasi. Kordiyerit va sapfirin inkongruent holda suyuqlanadi. U lar tex nika u ch u n o ‘ta zaru r va issiqlikdan kengayish koeffitsiyenti kichik b o'lgan sitallar olishda foydalaniladi. M asalan, kordiyerit uchun a = 1 0 • 10_7grad_l ga teng. 43-jadvalda shu ikki birikm aning asosiy param etrlari berilgan. 43-jadval Kordiyerit va sapfirinning asosiy parametrlari Birikma nomi va formulasi Singo niya, z , g Elementar yacheyka parametr lari, A Optik para- metrlar Zichli" gi’ 3 g/smJ Kordiyerit 2MgO • • 2 A i p 3-5 S i0 2 Romb., 4 Cccm 17,13 9,80 9,35 1,527 1,552 2,53 Sapfirin 4MgO • 5 A ip v • 2 S i0 2 Mon., 8 R2j/a 11,26 14,46 9,95 1,705 1,701 3,40 M gO —A120 3—S i0 2 sistem asiga kiruvchi tarkib lard an m etal- lurgiyada keng q o ‘llaniladig an fo rsterit, periklaz va shpinelli olovbardosh m ateriallar, silikat sanoatida ishlatiladigan korundli va mullitli olovbardosh m ateriallar, kichik dielektrik yo‘qotishlarga ega forstelitli, steatli keramika materiallari, kam miqdorda yoki ken- gaym aydigan kordiyetli keram ika m ateriallari va sitallar olinadi. 9 8 - § . C a O — M g O — S i O z s is t e m a s in in g h o la t d ia g r a m m a s i C a O —M g O —S i0 2 sistem asi (9 6 -rasm ) h am m uhim siste malar qatoridan joy olgan. Sistemada 13 ta kimyoviy birikma mavjud. U lardan 4 tasi m urakkab kimyoviy birikm a hisoblanadi: 1) C aO • M gO • 2 S iO z — diopsid. 1 39Г С da kongruent holda suyuqlanad; 2) 2C aO • M gO • 2SiO z — okermanit. 1458°C da parchalanm a- gan holda suyuqlanib, shu tarkibli suyuqlanm ani hosil qildi; 3) ЗС аО • M gO • 2S iO 2— m ervinit. U ning suyuqlanishi par- chalanish orqali am alga oshadi; 4) C aO • M g O • S i 0 2— m o n tich ellit, xuddi m ervinit kabi inkongruent holda suyuqlanadi. 47-jadvalda birikm alarning asosiy param etrlari keltirilgan. 44-jadval C a O “ M g O —S i 0 2 sistem asi birikm alarining asosiy p aram etrlari Birikma nomi va formulasi Singo niya, Z, g Elementar yacheyka parametr lari, A Optik para- metrlar Zichli gi, g/sm3 Diopsid Mon., 9,73 8,91 5,25 1,694 3,22 CaO • MgO • 2 S i0 2 4C2/c 1,664 Okermanit Tetr., 7,84 1,639 2,92 2CaO • MgO • 2 S i0 2 P42jm 5,01 1,632 Mervinit ЗСаО • MgO • 2 S i0 2 Romb., 4 5.20 9.20 6,78 1,718 1,708 3,15 Montichellit Romb., 4 4,83 11,10 6,38 1,652 3,04 CaO • MgO • S i0 2 Rmcp 1,641 SiO, 1725" 1707" Я1703° CaOSiO ЗСаО 2C a0S i0 2 2050 2070", 3CaOSiOi 80, CaO -2570 2M g0Si0 2 1900“ MgO 2800" 96-rasm. CaO—MgO—S i02 sistemasining Osborn va Muan bo'yicha holat diagrammasi. Tayanch s o ‘z va iboralarning izohi Konsentratsiya uchburchagi — uch ta uchi h ar bir k o m p o n e n t ning 100 % m iqdorini aniqlab beruvchi va uning ichida uchlam chi birikm alarning tarkib nuqtalari joylashgan uchburchak. Likvidus yuzasi — ikki fazali muvozanat holatini ifodalovchi yuza. Evtektika chiziqlari — bir vaqtning o ‘zida ikkita kristall faza bilan m uvozanatda b o ‘lgan suyuqlikning tem peraturasi va tarkibini belgilaydigan chiziqlar. Uchlamchi evtektika nuqtasi — evtektika tarkibidagi suyuqlik ning A, В va С kristallari bilan hosil qiigan to ‘rt fazali m uvozanat holati nuqtasi. Izoterm a — konsentratsiya uchb u rch ag i tekisligiga parallel holda, m a ’lum tem peraturaga mos ravishda tushirilgan tekislik. Tayanch s o ‘z va iboralar Uch komponentli sistema, konsentratsiya uchburchagi, birlashtiruv chi chiziqlar, izotermalar, uchlamchi tarkib nuqtalari, holat diagrammasi, kristallanish maydoni, chegaraviy chiziqlar, elementar uchburchak, binodal chiziq, polimorf o ‘zgarish chiziqlari, boshlang‘ich kristallanish tempera turasi, yakuniy suyuqlanish temperaturasi, yakuniy kristallanish nuqtalari. 1. Uch komponentli sistemalar uchun Gibbsning fazalar qonuni qanday yoziladi? 2. Uch komponentli sistemaning holat diagrammasi qanday ifo dalanadi? 3. Uch komponentli sistemalarning qurilish elementlariga nimalar kiradi? 4. Birlamchi kristallanish maydonlari va chegaraviy chiziqlar qanday chiziqlar? 5. Birlashtiruvchi chiziqlar va elementar uchburchak haqida nimalarni bilasiz? 6. Holat diagrammalarida yakuniy fazalar va yakuniy kristallanish nuqtalari qanday aniqlanadi? 7. Izotermalar haqida nimalarni bilasiz? 8. Uch komponentli sistemalarning holat diagrammasida kimyoviy birikmalarning tarkib nuqtalari qayerda joylashadi? 9. Uch komponentli sistemalarning holat diagrammalaridagi ikkilamchi va uchlamchi nuqtalar haqida nimalarni bilasiz? 10. Binodal chiziqlar deb qanday chiziqlarga aytiladi? 11. Uch komponentli sistemalar holat diagrammalarida polimorf o'zgarish chiziqlari qanday ko‘rsatiladi? 1 4 -b o b . TO ‘RT VA KO‘P KOMPONENTLI SISTEMALAR 9 9 - § . T o ‘ r t k o m p o n e n t li s is t e m a l a r n i t a s v ir la s h u s u l l a r i T o ‘rt kom ponentli sistem alar to ‘g ‘ri tetraed rlar sifatida tasvir- lanadi. Tetraedrning uchlari sistemaning to ‘rta kom ponentiga, to ‘rta to m o n i uch kom ponentli sistem alarga to ‘g‘ri keladi. T o ‘rt kom p on en tli tarkiblar tetraed rning ichida joylashgan n uqtalar orqali tasvirlanadi. U shbu nuqtalarning koordinatalarini aniqlash uch u n tetraedrn in g qirralari k om p o n en tlarn in g 100% miqdoriga teng qilib olinadi. Q uyidagilar to ‘rt kom ponentli sistem alar holat d iagram m a larining qurilish elem entlari b o ‘lib xizm at qiladi: — alohida k om p o nentlarning kristallanish hajm lari, ularning har birida bitta kristall faza suyuqlik bilan m uvozanatda b o ‘ladi; — har birida ikkita kristall faza suyuqlik bilan m uvozanatda b o ig a n va ikkita k o m p onentning q o ‘shni birlam chi kristallanish hajm larini chegaralovchi yuzalar; в 97-rasm. A-B-C-D to'rt komponentli sistemaning holat diagrammasi. — uchta kristall fazani suyuqlik bilan m uvozanatda b o ‘lgan va uchta faza kristallanish hajm larining tutashish chiziqlari boMgan uchta yuzaning kesishishidan hosil boMgan chegara chiziqlar. T o ‘rt kom po n en tli sistem alarda no n v arian t n u q ta lar to ‘rtta kristall faza kristallanish hajm larining to ‘qnashish nuqtasida yoki to ‘rtta chegara chiziqlam ing kesishish nuqtasida nam oyon boMadi. U shbu nuq talar evtektik yoki noevtektik boMishi m um k in , ular to ‘rtta kristall fazaning suyuqlik bilan m uvozanatiga to ‘g ‘ri keladi. T o ‘rt kom ponentli sistem alar holat diagram m alarining chega raviy chiziqlarida tem peraturaning pasayishi strelka bilan belgilanadi, tem peraturaning aniq kattaligi tetraedrning yassi kesim larida ko‘r- satiladi. Suyuqlanm alarning kristallanish yoMlarini ko'rib chiqishda uch kom ponentli sistem alarning holat diagram m alarida kristallanish yoMlarini aniqlash qoidalariga yaqin qoidalardan foydalaniladi. Tarkibi a li suyuqlanm alarning kristallanish yoMi ko m ponent A n ing k ristallanish h ajm id a kristallga tu sh ao y tg an k o m p o n e n t tarkibini berilgan nuqta bilan bogMovchi nurning davom i b o ‘ylab ketadi. Ikkita faza — kom ponent A va В lam ing kristallanish hajm i ni ajratuvchi yuzasi E\ - E \ - E] - EA dagi kristallanish yoMi kris- tallga tushayotgan fazalar (A,B) tarkibi va a n uqta orqali o ‘tkazil- gan tek islik d a y otadi (9 7 -rasm , a' a" m ay d o n ). C hegaraviy E \ - E4 chiziqda uchlam chi evtektika E ABC ning kristallanishi ro ‘y beradi. EA to ‘rtlam chi nuqtaga yetganda, to ‘rtlam chi evtek- tikada D kom ponentning kristallari paydo bo'lad i va suyuqlanm a ning kristallanishi ushbu nuq tan in g tem peraturasida tugaydi. Kristallanish yo‘li kimyoviy reaksiya sodir boMgan paytda biroz m u rak k a b lash ad i. M asalan , ag ar reaksiya y u zad a b o rib , b ir kom ponent toMaligicha sarf boMsa, reaksiya tugagach, kristallanish y o ‘li yangi paydo boMgan birikm aning kristallanish hajm ida hosil boMgan birikm ani berilgan n u q ta bilan bogMaydigan n u rn in g davomida yotadi. T o ‘rt kom ponentli sistem alar am alda navbatm a-navbat o ‘rga- niladi, b u n d a a w a l tetraed r qirralarini tashkil qiigan uch k o m p o nentli sistem alardagi m uvozanatli kristallanish sharoitlari, keyin tetraedrning alohida ichki kesim lari o ‘rganiladi. U ch kom ponentli sistem alarning asosiy uchlari chegarasidagi fazalar kristallanish m aydonlarining konturlarini va q o 'sh im ch a ichki kesim larini taq- qoslab, ekstrapolyatsiya orqali to ‘rt k o m p o n en tli sistem a holat diagram m asining fazoviy m odelini qurish m um kin. T o ‘rt kom ponentli sistem alarni o ‘rganish m urakkab masala boMgani sababli, a w a l asosiy tetraedrning maMum bir m aydoni ta n la b o lin a d i, k ey in e le m e n ta r te tr a e d r la r ta n la n ib , u la r chegarasida ta d q iq o tlar olib boriladi. T etraed r orqali ko m po - nentlardan birining m iqdori ortib borishiga m os tushadigan kesim o ‘tkazish usuli keng tarqalgan. U shbu kesim lar tetraed r qirrala- rining biriga parallel boMadi va dem ak, teng tom onli uchburchaklar qatorini hosil qiladi, ularning oMchamlari esa to ‘rtinchi k o m p o nent m iqdorining oshishi bilan proporsional ravishda kamaya boradi (98-rasm ). Bu to ‘rt kom ponentli sistem ani tekislikda uch kom ponentli diagram m alar to ‘plam i k o ‘rinishida tasvirlashga, u esa to ‘rtlam chi holat diag ram m alarin in g fazoviy qurilishi h aqida fikr yuritish im konini beradi. T o ‘rt kom ponentli oksid sistem alari uch kom ponentli siste- malarga qaraganda kam o'rganilgan. Faqat ayrim sistem alar uchun ularning likvidus—solidus m aydonida va solidusdan quyi m aydonda tuzilishi maMum. MaMum boMishicha, silikatlar texnologiyasiga м D=80 10 98-rasm. Tetraedrning 20,40,60, va 80%li D komponentiga mos tushgan tekisliklar orqali hosil qiigan qirqimi. qarashli to ‘rt kom ponentli sistem alarda to ‘rt kom ponentli birik m alar hosil boMmaydi. Q attiq eritm alar k o ‘p hosil b o 'lad i, lekin ular yaxshi o'rganilm agan. Evtektikalar esa ulardan ham kam roq o'rganilgan. Bu holat to ‘rt kom ponentli sistem alarni faqat sxematik tarzda ifodalash im konini beradi. 1 0 0 - § . C aO — M gO - А12О з — SK >2 s i s t e m a s i A w a l uch k o m p o n e n tli sistem alarni: C aO - A120 3 - S i0 2; M g O -A 1 20 3 - S i 0 2; C a 0 - M g 0 - S i 0 2 k o 'rib chiqam iz. U lar C aO - MgO - A120 3 - S i0 2 te traed rin in g u c h ta qirrasini hosil qiladi. C aO - M gO - A120 3 uchlamchi sistema tetraedrining to ‘rtin- chi qirrasini hosil qilib, unda uchlam chi birikm alar hosil boMmaydi va diagramma yettita elem entar uchburchaklarga boMinadi (96-rasm). CaO - MgO - A120 3 - S i 0 3 sistem asida to ‘rtlam chi kimyoviy birikm a hosil boMmaydi, sistem ada 21 ta kimyoviy birikm a mavjud boMib, ular 38 ta elem en tar tetraedrlarga boMinib ketadi va shu sababdan m urakkab hisoblanadi. C aO - MgO - A120 3 - S i0 3 sistem asida 40 dan ortiq qirqim - lar 0 ‘rganilgan, lekin ularning k o ‘p m aydoni o'rganilm agan. C aO - M gO - A120 3 - S i 0 2 sistem asida birlam chi k ristalla nish m aydonlarini o ‘rganish (99 - rasm ). C aO - MgO - A120 3 - S i0 2 tetraedri qirralarida kristallanish m aydonlarining chegarasi va sistem adagi birlam chi kristallanish m aydonlari A120 3 ni har b ir5 % m iqdorini o'rg an ish (35% A120 3 269 MgO 99-rasm. CaO - MgO - AJ20 3 - S i0 2 tetraedri. gacha) te traed r ichida kristallanish hajm larining tarqalishi haqida tasavvur beradi. A120 3 ning m iqdori oshishi bilan uch kalsiyli disilikatning C 3S2 , montichellitning CM S va mervenitning C 3M S2 kristallanish maydoni keskin ravishda kamayadi va 15% A120 3 li qirqimdan (100- rasm) bo^hlab birinchi ikkitasi um um an yo‘qoladi, lekin m elilitlar maydoni paydo b o ‘ladi. Mervinitning birlamchi kristallanish maydoni A120 3'ning m iqdori 20% ga yetganda deyarli yo‘qoladi (101-rasm ). 20% A120 3 da esa kordiyerit M ^ S j n i n g birlam chi kristalla nish m aydoni paydo b o ‘ladi. Shpinel MA va m ullit A 3S2 ning m aydonlari 15% A l20 3dan boshlab hosil boMadi. A l20 3 ning miqdori 25%ga yetganda kremnezyom va forsterit M 2S ning kristal lanish m aydonlari yo‘qoladi. Ikki kalsiyli silikatlar C 2S va CaO ning kristallanish maydonlari 35% A120 3 da ham saqlanadi va bu sharoitda sapfirin M 4A 5S2 ning katta b o im a g a n kristallanish m aydoni hosil boMadi, kordiyeritniki esa yo‘qoladi. A nortit C aA S2 ning kristallanish m aydoni 15% A120 3 li qir- qim da vujudga keladi va vollastonit h am da piroksenning kristalla nish m aydonini siqib chiqaradi. 20% A l20 3 da vollastonitning kris tallanish m aydoni mavjud em as, piroksenniki esa keskin torayadi. 15% АЬО, 100-rasm. Osborn bo'yicha 15% A120 3 komponentli tekislik orqali holat diagrammasining hosil qiigan qirqimi. 10% M g O qirq im id a (102-rasm ) birorta ham kalsiy alum inatning k ristallan ish m aydoni q o lm ay d i, a m m o p erik laz, sh p in e l va kordiyeritniki mavjud bo'ladi. SiO, 20% A1 2 Oj 101-rasm. Osborn bo'yicha 20% A120 3 komponentli tekislik orqali holat diagrammasining hosil qiigan qirqimi. 102-rasm. Prins bo'yicha 10% MgO komponentli tekislik orqali holat diagrammasining hosil qiigan qirqimi. CaO - M gO - A120 3 - S i0 2 sistemasi petrologiya, kosm oxi- miya va silikatlar texnologiyasi uchun m uhim aham iyatga ega, M asalan, soddalashtirilgan tem irsiz plagioklaz-m onoklinli pirok- sen-rom bik piroksen-kvars asosidagi tetraed rd an bazalt m agm a- larining vujudga kelish masalasini hal qilishda foydalanilgan. Bazaltlar otilib chiqqan asosli to g ‘ jin slaridan iborat b o ‘lib, u lar m agnetit, piroksen, plagioklazdan va har doim mavjud b o 'lm ag an olivindan va oz m iqdorda boshqa m inerallardan tashkil topgan. Bunda asosiy tarkibiy qism bo'lib piroksen va plagioklaz hisoblanadi. Hozirgi vaqtda asosli otilib chiqqan to g ‘ jin slaridan toshli quyish, petrotsitallar, bazalt tolalari va portlandsem ent ishlab chiqarishda silikat sanoati- ning asosiy xom ashyosi sifatida foydalaniladi. Asosli otilib chiqq an to g ‘ jinslarini qizdirganda ularning tarki- bidagi mavjud b o'lgan 10%gacha m agnetit oxirida suyuqlanganligi va suyuqlanm ani sovitganda birinchi bo'lib kristallanganligi ham da boshqa m inerallam ing kristallanish jaraoyniga ta ’sir ko'rsatmaganligi sababli kristallanish y o'lini o'rg anish d a birikm alar kimyoviy tarki- bidan tem ir oksidlarini olib tashlash m um kin. C aO - M gO - A120 3 - S i0 2 sistem asid a a n o rtit C A S 2 — d iopsid, C M S 2 — e n statit, M S — S i 0 2 e le m e n ta r tetraed ri CaO A l A CaO , A120 5 a b 103-rasm. a — C A S 2 - C M S 2 - M S - S i 0 2 elem entar tetraedr bilan C aO - M gO - A120 3 - S i 0 3 tetraedri; b — 1 0 % M gO kom ponentli tekislik bilan C aO - M gO - A120 3 - S i 0 2 va tetraedrlarining qirqimi. m avjud. A n ortit p lagiok laz q atorin ing oxirida turadi, d io p sid va enstatit p iroksenlam in g uzluksiz qattiq eritm asi qatorini h osil qiladi, s h u n in g u c h u n C A S 2 - C M S 2 - M S - S i 0 2 te tr a e d r i y e ta r li darajada otilib ch iq q an asosli to g ‘ jin slarin in g m ineral tarkibini o ‘zida jam laydi, bu esa C aO - M gO - A120 3 - S i 0 2 sistem asi holat d ia g ra m m a sid a n u la r n in g su y u q la n ish tem p era tu ra in terv a lin i an iq lash da foyd alan ish im k o n in i beradi. 103-rasm , a da C aO - M gO - A120 3 - S i 0 3 sistem a sin in g te t raedri va unda e le m e n ta r tetraedrnin g jo y la sh ish i k o ‘rsatilgan. C a 0 A l20 3 2 S i 0 2 - C a 0 M gO 2 S i 0 3 - M gO • S i 0 2 - S i 0 2 103-rasm , b da ushbu tetraedrlarni 10% M gO sharoitidagi qirqim i k o ‘rsatilgan. R asm d an C A S 2 - C M S 2 - M S - S i 0 2 e le m en tar tetraed rn in g q irqim i 10 % M gO ga t o ‘g ‘ri k elg an tekislik b ilan h osil qiigan q irqim i a b d e trapetsiyadan iborat ekanligi k o ‘rinib turibdi. 1 0 2 -r a sm d a g i d ia g r a m m a d a u sh b u q ir q im s h tr ix -p u n k tir b ila n b e lg ila n g a n . F ig u r a tiv n u q ta la r b a z a lt jin s la r g a t o ‘g ‘ri k e la d i, bu jin sla r u la r n in g tark ib id an te m ir o k s id in in g m iq d ori olib tashlanganda 10% M gO ni o 'zid a saqlaydi. K eltirilgan ham m a n u q ta la r C A S 2 - C M S 2 - M S - S i 0 2 te tr a e d r n in g ic h id a j o y - I n • J.I. AlimMtM'.;!. A . A Isiii. 273 103-rasm . Osbom va Teyt bo'yicha C A S 2 - C M S 2 - M 2S - S i 0 2 tetraedri: Лл—anortit CAS2; Shp —shpinel MA; Kr— kristobalit S i0 2; Du —diopsid C M S2; Fo —forsterit M2S. la sh a d i va d e m a k , jin sla r n in g su y u q la n ish i a n a sh u e le m e n ta r u chburchakning uchlarida joylashgan birikmalardan hosil b o ‘ladigan evtektika tem peraturasida b oshlan adi. C A S 2- C M S 2 - M S 2 - S i 0 2 te tr a e d r n in g qirralari b o ‘lgan va ik k ita e le m e n ta r tetra ed rla r C A S 2 - C M S 2 - M 2S - S i 0 3va C A S 2 - C M S 2 - M 2S - M S lardan ta sh k il to p g a n c h eg a r a v iy u c h la m c h i siste m a la r n in g h o la t d ia - g ra m m a la ri o ‘rgan ilgan . 1 03 -ra sm d a ch egaraviy sistem alard agi u c h la m c h i invariant nuq talarn in g m on ovarian t ch iziq lari, C A S 2 - C M S 2 - M S - S i 0 2 , tetraedriga bogMiq bo'lgan ikkita invariant t o ‘rtlam chi nuqtalar bilan bogM anish sx e m a si k eltirilg a n . E le m e n ta r sx e m a d a n k o 'r in ib turibdiki, C A S 2—C M S 2— M S — SiO : tetraedrida jo y la sh g a n bar ch a su yu q lan m alarn in g k ristallanishi 1150±10°C da t o ‘rtlam ch i evtek tik n uq ta f^ d a tu g a lla n a d i va d em ak , ana shu tem p eratu rad a b a za lt jin sla r q izd irilgan d a su yu q la n a b o sh la y d i. 1 0 4 -ra sm d a n k o ‘rinib turib dik i, b azalt jin sla r n in g su y u q la n ish jaray on i turli tem p eratu ralard a, a m m o b arch a turdagi jin sla r u c h u n 1300°C dan past tem p eratu rad a tugaydi. Enstatit Diopsid Anortit Tridimit 1300°C dan yuqori 1150 + 10°C 1222°C Ekstatit Tridimit Anortit Diopsid Anortit Tridimit 1200°C 10 4 -ra sm . Xaytonen va Sherer bo'yicha C A S2 - C M S 2 - MS - S i 0 2 tetraedriga bog'liq bo'lgan ikkita invariant to'rtlamchi nuqtalaming monovariant chiziqli chegaraviy sistemadagi uchlamchi invariant nuqtalari bilan bog'lanish sxemasi. 105-rasm d a C a 0 2 - M gO - A120 3 - S i 0 2 tetraedrida ikkita Download 14.54 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|