Прогноз кристаллизующихся фаз и моделирование химического взаимодействия в системе CaO–MgO–SiO2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Построено древо фаз изученной ранее системы СаO–MgO–SiO2, включающее три цикла и представленные пятнадцатью симплексами, разделяющимися между собой пятнадцатью стабильными секущими. В системе отмечено образование шести двойных и четырех тройных соединений конгруэнтного и инконгруэного плавления. На основании древа фаз с учетом данных по элементам огранения проведен прогноз кристаллизующихся фаз в стабильных секущих и в фазовых вторичных треугольниках. Для фигуративных точек состава, отвечающих пересечениям стабильных и нестабильных секущих, на основе термодинамических данных описано химическое взаимодействие. Показано, что тройные соединения могут быть синтезированы по нескольким реакциям.

Об авторах

И. К. Гаркушин

Самарский государственный технический университет

Email: olavolga1965@gmail.com
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

О. В. Лаврентьева

Самарский государственный технический университет

Email: olavolga1965@gmail.com
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

А. М. Штеренберг

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: olavolga1965@gmail.com
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список литературы

  1. Бережной А.С. Многокомпонентные системы оксидов. Киев: Наукова думка, 1970. 544 с.
  2. Carlson W.D. Reversed pyroxene phase-equilibria in CaO–MgO–SiO2 from 925-degrees to 1,175-degrees-C at one atmosphere pressure // J. Contributions to Mineralogy and Petrology. 1986. V. 92. № 2. P. 218–224.
  3. Jung I.H., Decterov S.A., Pelton A.D. Critical thermodynamic evaluation and optimization of the CaO–MgO–SiO2 system // J. Eur. Ceram. Soc. 2005. V. 25. № 4. P. 313–333.
  4. Carlson W.D. Subsolidus phase-equilibria on the forsterite-saturated join Mg2Si2O6–CaMgSi2O6 at atmospheric pressure // J. Am. Mineral. 1988. V. 73. № 3–4. P. 232–241.
  5. Carlson W.D., Lindsley D.H. Thermochemistry of pyroxenes on the join Mg2Si2O6–CaMgSi2O6 // J. Am. Mineral. 1988. V. 73. № 3–4. P. 242–252.
  6. Essien E.R. Atasie V.N., Udobang E.U. Microwave energy-assisted formation of bioactive CaO–MgO–SiO2 ternary glass from bio-wastes // Bulletin of Materials Science. 2016. V. 39. № 4. P. 989–995.
  7. Prostakova V., Chen J., Jak E., Decterov S.A. Experimental investigation and thermodynamic modeling of the (NiO + CaO + SiO2), (NiO + CaO plus MgO) and (NiO plus CaO + MgO + SiO2) systems // J. Chem. Thermodyn. 2015. V. 86. P. 130–142.
  8. Ma X.D., Zhang D.W., Zhao Z.X., Evans T., Zhao B.J. Phase Equilibria Studies in the CaO–SiO2–Al2O3–MgO System with CaO/SiO2 Ratio of 1.10 // ISIJ International. 2016. V. 56. № 4. P. 513–519.
  9. Ma X.D., Wang G., Wu S.L., Zhu J.M., Zha B.J. Phase Equilibria in the CaO–SiO2–Al2O3–MgO System with CaO/SiO2 Ratio of 1.3 Relevant to Iron Blast Furnace Slags // ISIJ International. 2015. V. 55. № 11. P. 2310–2317.
  10. Ma X.D., Wang G., Wu S.L., Zhu J.M., Zha B.J. Phase Equilibria in the CaO–SiO2–Al2O3–MgO System with CaO/SiO2 Ratio of 1.3 Relevant to Iron Blast Furnace Slags // ISIJ INTERNATIONAL. 2015. V. 55. № 1. P. 2310–2317.
  11. Shi J.J., Sun L.F., Qiu J.Y., Wang Z.Y., Zhang B., Jiang M.F. Experimental Determination of the Phase Diagram for CaO–SiO2–MgO–10% Al2O3–5TiO2 // ISIJ International. 2016. V. 56. № 7. P. 1124–1131.
  12. Shi J.J., Chen M., Santoso I., Sun L.F., Jiang M.F., Taskinen P., Jokilaakso A. 1250 degrees C liquidus for the CaO–MgO–SiO2–Al2O3–TiO2 system in air // Ceramics International. 2020. V. 46. № 2. P. 1545–1550.
  13. Shi J.J., Chen M., Wan X.B., Taskinen P., Jokilaakso A. Phase Equilibrium Study of the CaO–SiO2–MgO–Al2O3–TiO2 System at 1300 degrees C and 1400 degrees C in Air // JOM. 2020. V. 72. № 9. P. 3204–3212.
  14. Gao Y.H., Liang Z.Y., Liu Q.C., Bian L.T. Effect of TiO2 on the Slag Properties for CaO–SiO2–MgO–Al2O3–TiO2 System // Asian J. Chemistry. 2012. V. 24. № 11. P. 5337–5340.
  15. Shi J.J., Chen M., Santoso I., Sun L.F., Jiang M.F., Taskinen P., Jokilaakso A. 1250 degrees C liquidus for the CaO–MgO–SiO2–Al2O3–TiO2 system in air // J. Ceram. Int. 2020. V. 46. № 2. P. 1545–1550.
  16. Jakobsson L.K., Tangstad M. Thermodynamic Activities and Distributions of Calcium and Magnesium Between Silicon and CaO–MgO–SiO2 Slags at 1873 K (1600 degrees C) // Metall. Mater. Trans. B. 2015. V. 46. № 2. P. 595–605.
  17. Garkushin I.K., Lavrenteva O.V., Shterenberg A.M. Forecast of Crystallizing Phases and Description of the Chemical Interaction in the Al2O3–TiO2–MgO System // J. Phys. Chem. Glasses. 2021. V. 47. № 6. P. 622–629.
  18. Lopez-Rodriguez J., Romero-Serrano A., Hernandez-Ramirez A., Perez-Labra M., Cruz-Ramirez A., Rivera-Salinas E. Use of a Structural Model to Calculate the Viscosity of Liquid Silicate Systems // ISIJ International. 2018. V. 58. № 2. P. 220–226.
  19. Shu Q., Wang L., Chou K.C. Estimation of viscosity for some silicate ternary slags // J. Mining and Metallurgy, Section B. 2014. V. 50. № 2. P. 139–144.
  20. Licko T., Danek V. Viscosity and structure of melts in the system CaO–MgO–SiO2 // J. Phys. Chem. Glasses. 1986. V. 27. № 1. P. 22–26.
  21. Zhang G.H., Singh A.K., Chou K.C. An Empirical Model for Estimating Density of Multicomponent System Based on Limited Data // J. High Temperature Materials and Processes. 2009. V. 28. № 5. P. 309–314.
  22. Moharana N., Seetharaman S., Viswanathan N.N., Kumar K.C.H. Modelling the density of Al2O3–CaO–MgO–SiO2 system using the CALPHAD approach // J. CALPHAD. 2020. V. 7. (101781).
  23. Kansal I., Goel A., Tulyaganov D.U., Rajagopal R.R. Ferreira J. Structural and thermal characterization of CaO–MgO–SiO2–P2O5–CaF2 glasses // J. Eur. Ceram. Soc. 2012. V. 32. № 11. P. 2739–2746.
  24. Термодинамические константы веществ. Вып. IX / Под. ред. В. П. Глушко. М.: ВИНИТИ, 1979. 574 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (301KB)
Метаданные
3.

Скачать (186KB)
Метаданные

© И.К. Гаркушин, О.В. Лаврентьева, А.М. Штеренберг, 2023