Практичне використання діаграм стану двокомпонентних та трикомпонентних систем

Рисунок 3.2.2 - Фрагмент діаграми стану системи Na₂О – СаО – SiО₂ [10]

        Точка евтектики  розташована в полі первісної  кристалізації Na₂О·3СаО·6SiО₂, проте точка 1 розташована поза цього поля, тому розплав складу 8 % Na₂O, 30 % CaO, 62 % SiO₂ розкладається в твердому стані на CaO·SiO₂ та SiO₂.

Проведемо пряму 1 – Е, за співвідношенням якого  по правилу важеля визначимо кількість  твердої фази:

Тверда  фаза

       Відповідно рідка фаза складатиме 92,1 %.

      За  умови різкого загартування (переохолодження) отримуємо скло, що відповідатиме  складу рідкої фази, в кількості 92,1 %.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВИСНОВКИ 

      Курсова робота передбачає узагальнення теоретичних  знань з  курсу фізичної хімії. Насамперед акцент зроблено на вивчення діаграм стану силікатних систем, які складаються з метою ущільнення знань стосовно фізико-хімії дослідженої  системи.

      Наведено  детальний опис діаграм стану  SiO₂ – TiO₂ та Na₂О – СаО – SiО₂, хімічні сполуки та перетворення, що відбуваються при топленні чи кристалізації, та також шляхи розвитку цих процесів.  Закріплені теоретичні знання за допомогою розв’язання прикладів та отримані кількісні характеристики розглянутих систем.

      В якості теоретичного питання обрано явище ліквації, наведена історія  дослідження цього явища та теоретичні засади його походження. В обох досліджених  системах ліквація має місто, але  більший інтерес викликає питання  розширення цієї області з переходом  в метастабільний та склоподібний стан, яке ретельно вивчається в дослідницьких  центрах.  

      Детальний розгляд приведених діаграм стану  дозволяє зробити наступні висновки:

1. Область ліквації налічує різнорідні рідини, яким відповідає збагачена фаза того чи іншого компоненту, та за рахунок різниці в щільностях цих рідин відбувається фазове розділення. Суттєвий інтерес викликає розширення цієї області за рахунок відбору твердої фази або складання певних термодинамічних умов.
2. Система TiO₂ – SiO₂ не має самостійного значення, але є найважливішою        складовою частиною багатокомпонентних систем, які викликають інтерес для металургії та петрології. Проте індивідуальні компоненти цієї системи заслуговують особливої уваги: TiO₂ існує в трьох модифікаціях (анатаз, брукіт та рутил) та SiO₂ також має три головні модифікації (кварц, тридиміт, кристобаліт).

  Рутил є сталою високотемпературною формою, в яку невідновно переходять при  нагріванні перші дві форми TiO₂. Двооксид титану широко використовують в металургії твердих стопів, виробництві конденсаторів, в якості пігменту для барвників в лакофарбовій промисловості та для інших цілей.

      Кремнезем SiO₂ з багатьма модифікаціями посідає найбажаніше місто в технології силікатної промисловості, розповсюджуючись на поширений спектр матеріалів (кераміка, вогнетриви, скло, органічні сполуки тощо).

3. Система Na₂О – СаО – SiO₂ має важливе значення для технології виробництва вапняково-натрієвих силікатних стекол, включаючи склади деяких промислових стекол (віконного, посудного, тарного тощо). Вивчення діаграми стану дає змогу протистояти виникненню розповсюджених дефектів в стеклах, які порушують його фізичну та хімічну однорідність.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 

1. Федоров Н. Ф., Туник Т. А. Лабораторый практикум  по физической химии силикатов: Учеб. пособие – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987. – 188 с.
2. Андреев Н. С., Мазурин О. В., Порай-Кошиц Е. А. и др. Явления ликвации в стеклах. Л.: Наука, 1974. – 220 c.
3. Двухфазные стекла: структура, свойства, применение. – Л.: Наука, 1991.–    276 с.
4. Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов. – Киев: Наук.думка, - 1970. – 544 с.
5. Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела: Пер. с нем. – М.: Мир, 1986. – 558 с.
6. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов: Справочник. Вып.5. Двойные системы. Ч.1 / Ин-т химии силикатов им. И.В. Гребенщикова. – Л.: Наука, 1985. – 284 с.
7. Ходаковская Р.Я. Химия титаносодержащих стекол и ситаллов. – М.: Химия, 1978. – 288 с.
8. Кайнарский И.С. Динас. Теоретические основы, технология, свойства и служба. М.: Металлургиздат. – 1961. – 470 с.
9. Бережной А.С. Многокомпонентные щелочные оксидные системы. – Киев: Наук.думка, 1988. – 200 с.
10. Горшков В.С. и др. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений: Учеб. для вузов по спец. “Хим. Технология тугоплав. неметал. и силикат. материалов. М.: Высш. шк. – 1988. – 400 с.
11. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск 1. Двойные системы. Л.: Наука, 1969. – 829 с.
12. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск третий. Тройные силикатные системы. Л.: Наука, 1972. – 448 с.
13. Сборник задач по физической химии силикатов и тугоплавких соединений: Учеб. пособие для вузов / Н. М. Бобкова, Л. М. Силич, И. М. Терещенко. – Мн.: Университетское. – 1990. – 175 с