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 Доступ платный или 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