Научный (стр. 3 из 3)
2. Сформулируйте общее определение процесса спекания. Укажите, какие основные свойства твердых тел и как изменяются в процессе спекания. Перечислите виды спекания, встречающиеся при изготовлении силикатных и других тугоплавких материалов и укажите, какими величинами можно характеризовать степень спекания. Каковы условия и особенности спекания за счет процесса испарение-конденсация?
ЗАДАНИЕ №21
1. Диаграмма состояния системы Na2O-CaO-SiO2 (рис. 18).На диаграмме состояния этой системы изобразите и опишите последовательность фазовых прекращений: (а) при нагревании твердой смеси, содержащей 20% CaO∙50% SiO2∙30% Na2O (точка лежит на соединительной линии) и (б) при охлаждении расплава 20% CaO∙65% SiO2∙15% Na2O (составы на диаграмме есть!).
Решите задачу: исходная твердая смесь состоит из 50% дисиликата натрия и 50% соединения Na2O∙2CaO∙3SiO2, определить температуру начала плавления этой смеси и количество жидкой фазы, образовавшейся при нагревании смеси до температуры 1100 оС.
2. Процесс рекристаллизации. Опишите характеристику границ зерен в твердом теле, в том числе границ, образованных дислокациями, и укажите причины повышенной энергии атомов на границе зерен. Опишите механизм роста зерен при рекристаллизации за счет перемещения межзеренных границ и схему диффузии атомов через межзеренную границу. Какова роль кривизны поверхности зерен при их росте и какими факторами определяется подвижность межзеренных границ? Опишите практическое значение процесса рекристаллизации в технологии силикатных и других тугоплавких материалов.
ЗАДАНИЕ №22
1. Диаграмма состояния системы MgO-Al2O3-SiO2 (рис. 20). На диаграмме состояния этой системы изобразите и опишите последовательность фазовых превращений: (а) при нагревании твердой смеси, содержащей 20% MgO, 30% SiO2, 50% Al2O3 (точка лежит на соединительной прямой), (б) при охлаждении расплава, содержащего 10% MgO, 30% SiO2, 60% Al2O3.
Решите задачу: как изменится температура появления жидкой фазы в подвергаемой нагреванию смеси из равных количеств кристаллов форстерита и кордиерита при введении в нее добавки 20% кристаллов клиноэнстатита; определите количественный фазовый состав полученной смеси непосредственно после исчезновения эвтектического расплава.
2. Практическое значение процессов кристаллизации расплавов и стекол в технологии керамики, вяжущих и стеклокристаллических материалов (приведите конкретные примеры). Что такое направленная (управляемая) кристаллизация и где она используется в технологии силикатов? Катализаторы кристаллизации: виды, требования, предъявляемые к этим катализаторам и механизм их действия.
ЗАДАНИЕ №23
1. Диаграмма состояния системы Na2O-CaO-SiO2 (рис. 18).Опишите особенности этой системы по сравнению с другими силикатными системами. Изобразите на диаграмме и опишите последовательность фазовых превращений: (а) при нагревании твердой смеси, точно отвечающей составу девитрита, (б) при охлаждении расплава, точка состава которого лежит на пересечении изотермы 1150 oС и соединительной прямой 2:1:3-дисиликат натрия.
Решите задачу: охлаждается расплав, содержащий 20% CaO, 67% SiO2 и 13% Na2O; определите содержание всех фаз в системе при температуре 900 oС; в каком количественном соотношении при этой температуре выделяются кристаллические фазы.
2. Опишите сущность молекулярно-кинетической (классической) теории роста кристаллов из растворов и расплавов. Дислокационный механизм роста кристаллов. Объясните, почему рост бездефектных кристаллов может происходить только при очень больших пересыщениях раствора или расплава и почему реальные кристаллы растут с достаточно большой скоростью и при малых пересыщениях?
ЗАДАНИЕ №24
1. Диаграмма состояния системы MgO-Al2O3-SiO2 (рис. 20).Опишите значение этой системы для химии и технологии силикатов. Изобразите на диаграмме и опишите последовательность фазовых превращений: (а) при нагревании твердой смеси, содержащей 50% шпинели и 50% кордиерита, (б) при охлаждении расплава, точно отвечающего составу сапфирина.
Решите задачу: в массу, предназначенную для изготовления алюмомагнезиальной керамики ввели 60% корунда и 40% магнезиально-кремнеземистой фритты, содержащей 37,5% SiO2, определить содержание всех фаз в этом продукте при температуре 1600 оС.
2. Твердофазовое спекание. Опишите, как влияет на процесс твердофазового спекания наличие в спекающемся теле пор разного диаметра и присутствие газовой фазы в порах. Что такое процесс каолесценции пор и процесс внутреннего спекания? Критериальный размер пор по Гегузину, напишите уравнение, характеризующее критериальный размер размер пор и объясните значение входящих в него параметров. Как зависит процесс спекания от его продолжительности и при каких условиях этот процесс прекращается?
ЗАДАНИЕ №25
1. Диаграмма состояния системы Na2O-CaO-SiO2 (рис. 18).Опишите особенности этой системы и ее значение для химии и технологии силикатов. На диаграмме состояния этой системы изобразите и опишите последовательность фазовых превращений: (а) при нагревании твердой смеси, соответствующей точке пересечения изотермы 1200о с соединительной прямой девитрит-дисиликат натрия, (б) при охлаждении расплава, содержащего 20% Na2O, 20% CaO и 60% SiO2, (в) при нагревании соединения 2Na2O∙CaO∙3SiO2.
Решите задачу: дана смесь, содержащая 10% Na2O, 20% CaO, 70% SiO2; определите количественный фазовый состав продукта, образующегося после полного расплавления этой смеси, ее последующего охлаждения до 900о и закалке от этой температуры.
2. Опишите сущность и механизм процессов жидкостного спекания, спекания за счет процесса испарение-конденсация, реакционного спекания и спекания за счет пластической деформации. Укажите, какие условия должны выполняться для протекания жидкостного спекания и спекания за счет процесса испарение-конденсация, какие особенности характерны для последнего вида спекания. Приведите конкретные примеры получения технических продуктов с участием указанных видов спекания.
Рисунки к заданиям
Рис. 1.
Рис. 2.
Рис. 3. Рис. 4.
Рис. 5. Рис. 6.
Рис. 7. Рис. 8.
Рис. 9.
Рис. 10.
Рис. 11. Рис. 12.
Рис. 13.
Рис. 14. Рис. 15.
Рис. 16. Рис. 17.
Рис. 18
Рис. 19 
Рис. 20