Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

и недостаточно интенсивное перемещение ионов приводят к уменьшению размеров ликвационных областей и увеличению их количества [2]. Исследованы последовательность и характер кристаллизации стекол систем (MgO- AI 2 O 3 ) — B 2 O 3 — SiO 2 иMgO -CaO2SiO2 — AI 2 O 3 — SiO 2 , составы которых находились в области метастабильной ликвации по разрезам 2MgO-2AkO3-5SiO2 — 2(MgOAbO3)5B2O3 и MgO CaO 2SiO2 — 3AkO3-2SiO2 и их влияние на свойства синтезированных ситаллов. Синтез стекол производился в платиновом тигле в электрической печи в атмосфере воздуха при температурах на ~ 200-250 0С выше температуры ликвидуса систем в течение 60 мин из химически чистых реактивов MgCO3, CaCO3, Al(OH) 3 , H 3 BO 3 и SiO 2 . В качестве плавней в состав стекол вводили MgF 2 , Сар 2 и KPO 3 ~ 5,0 % сверх 100 %. Расплав выливался на холодную стальную плиту. Область метастабильной ликвации определялась по значению температур образования опалесценции. При вязкости стекол порядка 107 Па­ с появлением опалесценции и разделение фаз происходят при ~ 30-минутной выдержке. Исследованные псевдотройные системы отличаются тем, что в бинарных системах CaO — SiO2и MgO — SiO2 существуют широкие температурные области двух жидких фаз (выше ~ 1700 °C), которые переходят в метастабильную область при переохлаждении жидкости. Несмотря на широкие области метастабильной ликвации в указанных бинарных системах, псевдотройные исследованные системы отличаются относительно широкой областью стеклообразования при скоростях охлаждения расплава до ~ 10 К с-1 (прозрачные стекла образуются при содержании до 55 мол. % MgOAbO3 и 40 мол. % 3AhO3-2SiO2). На рисунке 1 представлены зависимости температуры ликвидуса (T) псевдотройных систем (MgO Al2O3) — B 2 O 3 — SiO 2 и MgOCaO2SiO2 — M 2 O 3 — SiO 2 и температуры метастабильной ликвации (Тшк) стекол от состава c постоянным содержанием MgOAbO3 28,6 мол. % и по разрезу CaOMgO2SiO2 — 3AhO3-2SiO2. 10 15 20 2(MgO-Al2G,)5Bp„ мол.% а б Рис. 1. Диаграммы плавкости псевдобинарных систем: а — 2MgO-2AbO3-5SiO2— 2(MgOAl2O3)5B2O3; б — CaOMgO2SiO2 — 3AhO3-2SiO2 с метастабильной областью расслаивания Прежде всего, следует обратить внимание на то, что на линии температуры ликвидуса в обеих системах отсутствует выраженная выпуклость, характерная для ликвирующих систем с несмешивающимися расплавами, но проявляются метастабильные области расслаивания в подсолидусных областях систем, свидетельством которых является S'-форма кривых ликвидуса. Метастабильное вязкотекучее состояние сохраняется до низких температур, и, как видно из рис. 1, а и б , области сосуществования двух аморфных фаз расширяются от области, богатой тугоплавким компонентом системы, в область эвтектического состава. Формы бинодальных кривых ликвации систем практически идентичны до низких температур, а повышенные значения вязкости расплавов способствуют расширению границ прозрачных щелочноземельных стекол до 40 мол. % Al2O3 и B2O3. Асимметричность купола ликвации в системе 2MgO2Al2O3 5SiO2 — 2(MgOAl2O3)5B2O3, по-видимому, свидетельствует о неодинаковой температурной зависимости взаимной растворимости сосуществующих фаз, хотя купол метастабильной ликвации системы SiO 2 - - B2O3 характеризуется высокой симметричностью, указывающей на отсутствие вторичного расслаивания основных стеклообразующих оксидов [3 ]. Изучение микроструктуры закаленных стекол (q < 10 K/c) в областях метастабильной ликвации систем и химический анализ различных участков образцов с помощью электронного микроспектрального анализа показали, что каплеобразная фаза с размерами капель 30-40 нм равномерно распределена в матричной фазе стекла, а концентрации элементов в различных точках двухфазного стекла значительно отличаютсяв (ат. %): Si — 2,62, B — 1,81, Al — 1,24. Соединение 2MgO2Al2O35SiO2 (кордиерит) расположено в области стеклообразования бинарной системы MgOAl2O3— SiO2, плавящееся инконгруэнтно с образованием муллита и расплава, что осложняет получение стекла стехиометрического состава 2MgO2Al2O35SiO2 ввиду протекания перитектической реакции и с вероятностью образования муллита. В структуре кордиерита три атома алюминия находятся в октаэдрической 50