В монографии освещены теория, методы изучения и применение реакций в смесях твердых веществ, составляющих основу изготовления многих важных строительных и других материалов различного назначения. Наряду с описанием строения и физико-химических свойств кристаллических тел, а также их поведения при нагревании, связанного с процессами диффузии, спекания, рекристаллизации, плавления, возгонки и полиморфных превращений, рассмотрены механизм, термодинамика, кинетика, принципы классификации и методы регулирования •скорости химических реакций в твердых телах. Показаны результаты многочисленных исследований процессов образования из шпинелидов, титанатов, цирконатов, силикатов и других важных для техники соединений путем реакции в кристаллических смесях. Рассмотрено также применение описанных реакций в технологии вяжущих веществ, огнеупорных материалов и керамических изделий. Освещены некоторые основные проблемы и направления изучения реакций в твердых телах в связи с задачами технического прогресса страны.
Книга рассчитана на инженерно-технических р абот-ников промышленности строительных материалов и близких к ней отраслей техники.
ПРЕДИСЛОВИЕ КЗ-муИЗДАНИЮ
Химия твердых тел составляет одну из наиболее важных отраслей современной науки. Значение учения о реакциях в смесях кристаллических тел для промышленности строительных материалов, металлургии, химической промышленности и некоторых новых важных областей техники в настоящее время общеизвестно. Оно является основой технологии керамики и огнеупоров, цемента, порошковой металлургии и пр. Это учение, зародившееся в своем первоначальном виде в начале нашего столетия, непрерывно и быстро развивается.
В настоящее время учение о реакциях в смесях кристаллических тел в значительной мере базируется на достижениях теоретической и экспериментальной физики и физической химии, позволяющих объяснить и описать многие явления, которые протекают при взаимодействии твердых тел между собой, с газами и жидкостями.
За несколько десятков лет многочисленными исследователями накоплен богатейший экспериментальный материал по реакциям в смесях кристаллических тел.
В области изучения реакций в твердых телах в СССР за последние годы опубликован в различных журналах и трудах институтов ряд интересных в теоретическом и практическом отношении работ. Первым обобщением была небольшая монография «Реакция в твердых фазах» (1949 г.), написанная П. П. Будниковым и А. С. Бережным [1]. Однако многое осталось неосвещенным в этой книге.
Попытка заполнить в известной степени указанный пробел побудила авторов выпустить в 1961 г. более расширенную монографию «Реакция в смесях твердых веществ». Исключительный интерес к затронутым в монографии вопросам со стороны работников промышленности, научно-исследовательских институтов и вузов потребовал выпуска 2-го и затем 3-го дополненного издания настоящей монографии. При современном уровне знаний в указанной области и нынешнем темпе ее развития такая монография, естественно, не может претендовать на исчерпывающее рассмотрение всех или даже основных вопросов химии твердого тела.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие к 3-му изданию .... 3
Введение ........... 6
Глава 1. Строение и некоторые физико-химические свойства твердых тел.............11
•§ 1. Кристаллическое состояние вещества.............11
$ 2. Прочность и поверхностная энергия твердых тел........15
§ 3. Строение реальных кристаллов . . 25
•§ 4. Порошкообразные (зернистые)
тела.............31
Глава 2. Поведение твердых тел при нагревании..........50
•§ 1. Тепловое движение частиц твердого тела. Диффузия в твердых телах............50
•§ 2. Спекание. Рекристаллизация .. . 72
•§ 3. Плавание. Гетерогенные равновесия .............92
f4. Возгонка...........109 5. Основные типы превращения твердых веществ. Полиморфизм . . . 114
Глава 3. Механизм реакций в смесях твердых веществ......122
$ 1. Общие положения. «Элементарные» процессы........122
•§ 2. Теория Таммана — Хедвала. Теория Вагнера......... 127
•§ 3. Возникновение и рост зародышей новой фазы. Роль меж^фазовой поверхности ......... . . 139
§ 4. Роль газовой и жидкой фаз . . 143
§ 5. Последовательность химических
превращений . . :......158
Глава 4. Термодинамическая характеристика реакций.......162
Глава 5. Кинетика.......172
fl. К истории изучения вопроса . . 172 2. Общие соображения......180
§ 3. Процессы, лимитируемые скоростью химического взаимодействия (область химической кинетики) ............183
^ 4. Процессы, лимитируемые скоростью образования зародышей . 191
§ 5. Процессы, лимитируемые скоростью диффузии (диффузионная область)...........199
§ 6. Процессы, лимитируемые адсорбцией, возгонкой и другими явлениями. Изменение кинетики реак-
Стр.
ции при ее протекании. Переходная область......... 213
Г л>а в а 6. Принципы классификации
реакций в кристаллических смесях 222 Глава 7. Влияние основных условий течения процесса на его скорость ............235
§ 1. Гранулометрический состав смеси 235 § 2. Химический состав смеси. Ускорители ............. 244
§ 3. Температура......... 251
§ 4. Давление........... 256
Глава 8. Методы экспериментального изучения взаимодействий в
твердых телах........ 262
§ 1. Термография........ 263
§ 2. Комплексный термический анализ 266
§ 3. Дериватограф........ 266
§ 4. Дилатометрия........ 267
§ 5. Рентгенография........ 269
§ 6. Метод рентгеновской контактной
микрофотографии....... 275
§ 7. Высокотемпературный рентгеновский анализ......... 275
§ 8. Электронный зонд...... 276
§ 9. Электронно-микроскопическое исследование .......... 277
§ 10. Иммерсионный метод..... 279
§ 11. Метод изотопов....... 280
§ 12. Инфракрасная спектроскопия . . 283
§ 13. Магнетохимия........ 286
§ 14. Катодолюминесцентный фазовый
анализ............ 287
§ 15. Высокотемпературная микроскопия ............. 288
Глава 9. Результаты исследований важнейших реакций в твердых телах ............. 290
§ I. Монокомпонентные системы . . . 290 § 2. Шпинелиды и соединения, им подобные ............323
§ 3. Титанаты, станнаты и цирконаты 364
§ 4. Силикаты.......... 37!
Глава 10. Некоторые области технического применения реакций в кристаллических смесях...... 414
§ 1. Керамика и огнеупоры..... 414
§ 2. Цементы........... 425
Заключение........... 436
Литература........... 442
Именной указатель......... 469
Предметный указатель...... 480
Цена: 300руб.
