Polimorfismul Materiale (alotropie)
Polimorfismul - un fenomen unic inerent numai în starea de agregare solidă a substanței, în special, structura cristalină a substanțelor. Esența acestui fenomen constă în faptul că, sub influența diferitelor procese, unele substanțe sunt în măsură să-și modifice forma sa cristalină, menținând în același timp natura chimică, de exemplu, compoziția chimică și structura moleculară.
Acest fenomen este observat atât în elementele (de exemplu, carbon, sulf, siliciu, fier etc.) sau compușii (de exemplu, gheață, silice, rutil, carbonat de calciu, etc.).
Din punct de vedere fizic de conversie a substanței cristaline dintr-o formă la alta este cauzata de rearanjare internă a moleculelor, ceea ce conduce la o schimbare în structura sa cristalină și proprietățile. Deoarece mișcarea moleculelor în organism solid este posibilă doar în cazul în care unele mesaje pentru a le mobilitate, tranziția de la un material la o altă modificare este efectuată de doi factori: presiunea și temperatura. Din aceasta rezultă că există fiecare modificare în condiții strict definite (parametrii), și lor coexistă în același timp, este imposibil, cu excepția curbelor de elasticitate la punctul lor de intersecție și temperaturi de vapori, adică. E. Punctul de transformare.
Setul de transformări polimorfe ale diferitelor modificări ale aceluiași material și limitele lor de stabilitate ilustrat în mod clar starea diagrama SiO2, propusă Fenner și apoi modificate și completate de alți cercetători interne și externe (Fig. 3.2).
Fig. stare 3.2.Diagramma SiO2 (de Fenner)
Analizând diagrama circuitului de conversie și silice, se poate observa că SiO2 are trei modificări grupe principale: cuart, tridimit, cristobalit. Cuarț și cristobalit grupuri formate din două modificări (a și b), un tridimit - trei (a, b și g).
Trecerea de la una la alta modificare din cadrul grupului are loc instantaneu la punctul de tranziție cu o schimbare în structura rețelei cristaline a simetriei inferioare în mijloc (cea mai mare) și o ușoară schimbare în densitate (până la 2%). O astfel de tranziție este la fel de posibilă atât în mărire și scăderea temperaturii până la punctul de tranziție.
Diagrama Fenner pot fi reprezentate într-o formă simplificată:
Trecerea de la un grup la altul are o singură direcție - la temperaturi mai mari, adică, este ireversibil (fără modificatori) și este foarte lent. Ceska rețea cristalină rămâne practic neschimbată sau ușor schimbat în mijloc și cel mai mare grup syngony, cu schimbare rapidă forma cristalină (obicei) și densitatea (5 până la 15%), ceea ce este esențial în prepararea materialelor de ardere.
Din diagrama și schema care b g și modificări în diferitele grupuri sunt sisteme mai mici și o rezistență mai mare; un cuarț, b-o-tridimit și cristobalit nu există în natură, ca este dificil de imaginat condițiile constante ale existenței lor, ceea ce este foarte important să se țină cont în studiul de roci și materiale de piatră naturală. În producția de multe materiale de piatră artificială prezență majoră Silicea modificări apare adesea: în timpul DINACYT ardere, clincher de ciment, materiale ceramice convenționale, etc.
Când se utilizează deșeuri de materiale de cuarț purtătoare de piatră naturală, vă rugăm să rețineți că, în rocile sedimentare de nisip de cuarț se prezintă sub formă de b-cuarț, și în roci de origine vulcanică - ca g-tridimit și b-cristobalit având o energie liberă și, în consecință, reactivitate mai mare.
Este cunoscut faptul că tot corpul cristalin, ajungând la punctul de topire, sunt transformate într-o topitură, dar nu toate sunt capabile de răcirea bruscă la tranziție vitroasă.
corpul vâscoasă topit care rezultă din trecerea de la solid la starea lichidă cu absorbția de căldură (faza de tranziție genul I). Principalele caracteristici sunt viscozitate, fluiditate și temperatura de solidificare (cristalizare sau vitrificare).
La temperaturi de peste 1700 ° C o cristobalita trece în topitură și la răcire a format un pahar de cuarț pur, care în proprietățile sale, în special izotropia, dramatic diferite de modificările silicei precedente.
Proprietățile de independență Izotropiya- mediu (material substanță) pe direcția.