Настоящая книга является учебным пособием по курсу физической химии силикатов для студентов силикатных факультетов. При переиздании книги автором учтены замеченные''недостатки. Второе издание книги в значительной мере переработано и пополнено в соответствии с современным уровнем знаний.
Считая нецелесообразным объединение в одной книге различных по содержанию и методике изложения курсов физической химии силикатов и химии кремния, автор ограничился изложением лишь первой дисциплины. Книга содержит сведения о силикатах в кристаллическом, расплавленном и стеклообразном состояниях, о равновесиях в системах, образованных силикатами, и кинетике протекающих в них процессов. Вопросы термохимии силикатов освещены в книге в меньшей мере, так как они имеются в соответствующих дисциплинах в программах силикатных факультетов.
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
Технологический процесс производства силикатных изделий за последнюю четверть века значительно изменился. По своему более высокому уровню технической культуры современные производства силикатных изделий в ряде случаев могут быть поставлены наравне с наиболее передовыми химическими производствами. Та многовековая отсталость в методах производства, которая до сих пор считалась как бы обязательной принадлежностью силикатного производства, в наше время не могла быть более терпима вследствие необходимости в кратчайшие сроки развить промышленность до огромных размеров.
Однако успешное разрешение задачи полной реконструкции промышленности может быть проведено лишь при наличии на заводах достаточных кадров инженерно-технического персонала, владеющих наиболее совершенными методами производства и обладающих достаточно широкой подготовкой в области общетеоретических и технических дисциплин. Нам сейчас нужны на производстве такие инженеры, которые смогли бы не только управлять раз навсегда налаженным технологическим процессом, но и улучшать его, создавая новые методы производства или улучшая старые. Конечно, без полного овладения современной теорией производства, без знания, что именно и как происходит в обрабатываемых материалах, нельзя быть руководителем процесса: без знания теоретических основ производства инженер становится в подчиненное к нему положение. В 'Стенах высшего учебного заведения студент получает основные понятия о процессах, определяющих собой весь ход силикатных производств. Однако не всегда имеется возможность при изложении основ .технологии возвращаться к теории—к химии, физике и т. д., поэтому часто создается некоторый разрыв между общетеоретическими и техническими дисциплинами. Студент, а впоследствии и инженер, уже хорошо знакомый с процессом работы отдельных агрегатов производства, подчас не может связать имеющиеся у него теоретические знания о конкретными, протекающими у него на глазах явлениями. Особенно ярко это неумение приложить свои знания в области теории к процессам производства, беспомощность при неполадках и т. д. наблюдается среди работников силикатной промышленности.. Объясняется это рядом причин, среди которых можно особо отметить следующие.
Силикатная промышленность является одной из наиболее
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к первому изданию.........<......J
Предисловие ко второму изданию...............7
Глава 1. Кристаллические силикаты. "9
§ 1. Распространение силикатов в земной коре и трудность га
изучения........•......... . . . <^<
§ 2. Строение силикатов........•-..'. . ... 10
§ 3. Сложные структуры силикатов ........• • • • . 21
§ 4. Правила Паулинга........•••-....,. 24
§ 5. Ослабленные модели кристаллов по Гольдшмидту . . . . 2fr
Глава II. Учение о равновесии фаз в применении к силикатам 28
1. Однокомпонентные системы 28
§ 1. Фаза. Число компонентов........• • • • . ' ' 28
§ 2. Вывод правила фаз Гиббса. Степени свободы . . . • • 29 § 3. Величина свободной энергии и условия равновесия • • • • 33 §4. Величина термодинамического потенциала и условия равновесия 34
§ 5. Вывод уравнения Клаузиуса-Клапейрона.........35
§ 6. Тройная точка............ ••••••• 37
§ 7. Полиморфные превращения • • •...........39*
§ 8. Условия равновесия модификаций кремнезема.....42
§ 9. Методы исследования равновесия силикатных систем . . . .46
2. Двухкомпонентные системы 48*
§ 1. Бинарные системы. Эвтектика..........'. . 48
(§ 2. Образование химического соединения, плавящегося без разложения ........• •..........* 55
§ 3. Плавление химического соединения с разложением • • • • '57
§ 4. Полиморфные превращения.........• • • • . 63
§ 5. Диаграмма плавкости смешанного типа.........66
§ 6. Влияние давления на процесс плавления ......... 67
§ 7. Ликвация............•••,..:' 69 •
§ 8. Термодинамические потенциалы жидких смесей и растворов . 76 § 9. Образование и распад химического соединения в твердом
состоянии .... ......... •••-...- 7&
§ 10. Твердые растворы ...--....-....... . 89
§ И. Свойства твердых растворов........--.....80
§ 12. Непрерывный ряд твердых растворов..........81
§ 13. Ограниченная растворимость в твердом состоянии.....86
§ 14. Распад твердых растворов при нагревании и охлаждении . 8S § 15. Полиморфные превращения в твердых растворах • .... 91
3. Трехкомпонентные системы . . • '95
§ 1. Методы изображения трехкомпонентных систем ...... 93
§ 2. Тройная эвтектика . . ........•••-... 99
§ 3. Применение «правила рычага» в трехкомпонентных системах . Ю1 & 4. Образование бинарного соединения, плавящегося без разложения Ю4 § 5. Образование нескольких бинарных соединений ..••-- -106 § 6. Образование тройного соединения, плавящегося без разложения] 07 ~ § 7. Плавление бинарного соединения с разложением . • • • • .109
§ 8. Переход от плавления без разложения к плавлению с разложением 114
§ 9. Распад соединения ниже определенной температуры.....115
§ 10. Образование бинарного соединения ниже определенной тем-
'. пературы . . . ................'116
§ 11. Полиморфные превращения............118
§ 12. Плавление с разложением тройного соединения......119
§ 13. Ликвация в тройных системах............121
i § 14. Диаграмма плавкости системы NajO — СаО — SiOt . . . .125-
28Г
<§ 15. Диаграмма плавкости системы СаО — АЬОз — SiO2 . . . .128
§ 16. Диаграмма плавкости системы MgO — СаО — SiCb . . . .136
§ 17. Диаграмма плавкости системы Na2SiOs — MgjSiO* — SiOa .138
§ 18. Диаграмма плавкости системы КгО—АЬОз—5Ю2 . . • • 139
§ 19. Диаграмма плавкости системы КгО — РЬО — SiO2 . . . .140
§ 20. Диаграмма плавкости системы NajO — РЬО — SIO2 • . . .141
§ 21. Диаграмма плавкости системы NajSiOa — Ре2Оз — SiOs . .142
§ 22. Диаграмма плавкости системы СаО — FeO — SiO^ . • . .143
§ 23. Диаграмма плавкости системы MgO — АЬОз — SiOz . . . 146
§ 24. Образование твердых растворов в тройных системах . . . .148
§ 25. Диаграмма плавкости системы альбит-анортит-диопсид . .149
§ 26. Диаграмма плавкости системы форстерит—диопсид — SiOe .152
4. Четырехкомпонентные системы ]57 § 1. Методы изображения и процесс кристаллизации в четырехком-
понентных системах.................157
Глава III. Расплавы силикатов
§ 1. Трудности изучения расплавов силикатов........162
§ 2. Получение высоких температур ............162
§ 3. Закон Рауля—Вант-Гоффа и силикаты........171
§ 4. Поверхностное натяжение расплавов силикатов и методы его
определения................, . . .173
§ 5. Определение плотности расплавов.........• • 180
§ 6. Методы определения вязкости силикатных расплавов . . . .186
§ 7. Вязкость силикатных расплавов............193
§ 8. Электропроводность силикатных расплавов.........196
§ 9. Строение расплавов силикатов............'207
••-~—~——
Глава IV. Стеклообразные силикаты . 213
§ 1. Физические и физико-химические свойства стекол в области стеклования....................213
§ 2. Эффект комбинационного рассеяния в стеклах .••••. .220
§ 3. Электронографические и рентгенографические исследования стекол . . . . . • •.............223
§ 4. Гипотезы строения стеклообразных веществ........224
Глава V. Термохимия силикатов , 244
§ 1. Теплоемкость силикатов.............. 244
§ 2. Теплоты плавления и растворения силикатов .......250
§ 3. Теплоты гидратации и образования силикатов .-'-... .254
Глава VI. Кинетика реакций силикатообразования , • • 263
§ 1. Реакции в твердом состоянии . • • ........263
§ 2. Кинетика процессов растворения............275
§ 3. Равновесие между силикатами и газами . . . • • • • '280
О К. БОТВИНКИН Физическая химия силикатов
*
Научный редактор канд. техн. наук Залкинд И. Я.
Редактор Г. А. Демина. Техн. редактор Н.- И. Людковская.
Корректоры: А. В. Козлова и А. А. Пузакова.
Цена: 300руб.
