Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

параллельно с-оси, расширение ее в перпендикулярном направлении и увеличение температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) кристалла. Увеличение концентрации в исходном стекле содержания B2O3 проявляется в уменьшении интенсивностей выделения как д-кордиерита, так и X-фазы. Одновременно уменьшается интенсивность выделившегося сапфирина практически до его отсутствия при температуре 1200°С. При высоких температурах крайне мало становится также содержание шпинели в продуктах кристаллизации стекла. Следовательно, можно предположить, что при повышении температуры компоненты MgO и Al2O3 выделяются из твердых растворов д-кордиерита и X -фазы, образуя шпинель, а также частично взаимодействуют с сапфирином, образуя а-кордиерит, количество которого увеличивается в продуктах кристаллизации стекла. Таким образом, процесс кристаллизакии стекла для получения кордиеритовых ситаллов протекает через образования промежуточных фаз и его можно представить следующей схемой фазовых превращений: стекло ^ 800-1000°C (твердые растворы + MgO Al2O3+ 4MgO 5Al2O32SiO2) ^ >1100°C преимущественно а-кордиерит и твердые растворы. Изменение состава метастабильных фаз, образующихся при кристаллизации стекла до интенсивного выделения а-кордиерита, существенно влияет на термические и механические характеристики ситаллов. На рис.3 представлены зависимости ТКЛР стекол и ситаллов, полученных при одноступенчатой термической обработке исходных стекол. сг 1 0 град'1 10 20 30 В .О .. ѵктл.% Рис.3. Зависимости ТКЛР стекол и ситаллов (термообработка при 1000°C 6 ч) Термическое расширение ситаллов, являющихся гетерогенными материалами, складывается из термического расширения составляющих фаз. Как видно из кривых, введение B 2 O 3 взамен SiO 2 приводит к увеличению ТКЛР стекол (рис.3, кр.1) и совместное присутствие Al2O3 и B2O3 в стеклах не вызывает на кривых эффектов алюмобороной аномалии. Значения ТКЛР ситаллов (рис.3, кр. 2) с повышением содержания в их составе B 2 O 3 увеличиваются, но значительно низки по отношению к ТКЛР исходных стекол. Исходный ситалл состава кордиерита 2MgO2Al2O35SiO2 (без стекловидной фазы) имеет достаточно низкий коэффициент расширения — 9.5 10-71/t,C [8]. Ситаллы, содержащие B2O3, имеют сравнительно высокие значения ТКЛР, что связано с высоким содержанием шпинели и сапфирина как основных фаз. Учитывая то обстоятельство, что при температурах ~ 1 0 0 0 ^ д-кордиерит преимущественно находится структурой высокотемпературного кварца, обладающего очень низким значением коэффициента расширения, относительно низкие значения ТКЛР синтезированных ситаллов, по-видимому, связаны с суммарным влиянием ТКЛР слагающих ситалл фаз. Таким образом, на основе анализа процесса кристаллизации стекол кордиеритового состава в присутствии разных количеств B 2 O 3 можно обозначить сложный процесс фазовых переходов с образованием стабильных и метастабильных фаз, отличающихся разными значениями ТКЛР. Результаты исследования дают возможность синтезировать ситаллы с определенными теплофизическими параметрами с помощью 115