Физико-химические процессы создания пористых стекол и высококремнеземных материалов на основе ликвирующих щелочноборосиликатных систем

Физико-химические процессы создания пористых стекол и высококремнеземных материалов на основе ликвирующих щелочноборосиликатных систем

Автор: Антропова, Татьяна Викторовна

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2005

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 588 с. ил.

Артикул: 2882396

Автор: Антропова, Татьяна Викторовна

Стоимость: 250 руб.

Физико-химические процессы создания пористых стекол и высококремнеземных материалов на основе ликвирующих щелочноборосиликатных систем  Физико-химические процессы создания пористых стекол и высококремнеземных материалов на основе ликвирующих щелочноборосиликатных систем 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОПИСАНИЕ ЯВЛЕНИЯ МЕТАСТАБИЛЬНОГО ФАЗОВОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЛИКВАЦИИ В ОКСИДНЫХ СТЕКЛООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМАХ И ЕГО ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
1.1. МЕТАСТАБИЛЬНАЯ ЛИКВАЦИЯ В ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ СИСТЕМАХ
1.1.1. Общие положения.
1.1.2. Методы исследования диаграмм фазового разделения и структуры двухфазных стекол.
1.1.3. Диаграммы несмешиваемости щелочноборосиликатных систем. .
1.1.4. Коиоды
1.1.5. Структура двухфазных стекол
1.1.6. Свойства ликвировавших щелочноборосиликатных стекол
1.1.6.1. Реологические свойства
1.1.6.2. Электрические свойства
1.1.6.3. Температура стеклования
I 1.1.6.4. Химическая устойчивость
1.1.6.5. Плотность.
1.2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЛИКВАЦИИ В
ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ СИСТЕМАХ
1.2.1 Общие представления о процессе получения высококремнеземных
пористых стекол на основе щелочнобороснликатных стекол с
двухкаркасной структурой.
1.2.2. Области применения пористых стекол
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ И
СВОЙСТВ ПОРИСТЫХ И КВАРЦОИДНЫХ СТЕКОЛ
2.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1.1. Двухфазные стекла.
2.1.1.1. Объекты исследования влияния температуры на направления конод в области ликвации нагрисвоборосиликатиой системы.
. 2.1.1.2. Объекты исследования влияния относительных объемов, размеров и состава фазовых образований на химическую устойчивость
двухфазных стекол.
2.1.1.3. Объекты исследования процессов выщелачивания двухфазных р стекол с кислотносолевыми растворами в зависимости от состава
стекла и химических условий взаимодействия.
2.1.2. Однофазные стекла
2.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СТЕКОЛ
2.2.1. Применение методов электронной микроскопии для изучения структуры стекол.
2.2.2. Определение температуры стеклования двухфазных стекол.
2.2.3. Методы исследования процесса взаимодействия щелочноборосиликатных стекол с водными кислотносолевыми растворами
2.2.3.1. Исследование кинетики выщелачивания двухфазных стекол.
2.2.3.1.1. Регистрация роста пористого слоя в двухфазном стекле в
процессе выщелачивания.
2.2.3.1.2. Определение содержания компонентов стекла в растворе, контактирующем со стеклом
2.2.3.1.3. Исследование страттообразования в продуктах сквозного кислотного выщелачивания двухфазных стекол
2.2.3.2. Изучение кинетики взаимодействия однофазных иатриевоборосиликатных стекол с растворами кислот.
2.2.3.3. Изучение кинетики реакций с участием кремнезема в растворах
2.3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ
2.3.1. Исследование морфологии пор пористых стекол
2.3.1.1. Определение общей пористости весовым методом
2.3.1.2. Применение адсорбционных методов для исследования структуры пористых стекол
2.3.1.3. Определение среднего радиуса пор
2.3.2. Исследование электроповерхностных свойств пористых стекол.
2.3.2.1. Определение адсорбции потепциалопредсляющих ионов.
2.3.2.2. Определение электропроводности мембран из пористых стекол
2.3.2.3. Определение чисел переноса ионов в мембранах из пористых стекол. .
2.3.2.4. Определение электрокинетичсского потенциала пористых стекол методом потенциала течения
2.3.3. Методика исследования скорости диффузии электролитов в пористом
стекле.
2.3.4. Методики исследования оптических свойств пористых стекол
2.3.5. Методы исследования изменений структуры и свойств пористых стекол в процессе спекания
2.4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ КВАРЦОИДНЫХ СТЕКОЛ
2.4.1. Измерение вязкости
2.4.2. Определение спектральных характеристик фотохромных
кварцоидных стекол
3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХФАЗНЫХ ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ С ВОДНЫМИ
РАСТВОРАМИ КИСЛОТ
3.1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ
3.1.1. Влияние различных факторов на состояние кремнезема в водных растворах.
3.1.2. Представления о структуре пор пористых стекол.
3.1.3. Влияние различных факторов на скорость выщелачивания двухфазных
щелочноборосиликатных стекол и структуру пор пористых стекол литературные данные.
3.1.3.1. Влияние состава исходною стекла и режима его тепловой обработки. .
3.1.3.2. Влияние условий химической обработки двухфазного стекла.
3.1.4. Объемные изменения и напряжения в пористом слое двухфазных стекол
и в пористых стеклах
3.1.5. Заключение по разделу 3.
3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХФАЗНЫХ
ЩЕЛОЧ1ЮБОРОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ С ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ
КИСЛОТ И СТРУКТУРЫ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ
СОБСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ.
3.2.1. Влияние состава стекла и режима его тепловой обработки.
3.2.2. Влияние условий химической обработки двухфазных стекол.
3.2.2.1. Влияние температуры раствора, концентрации и
вида аниона кислоты
3.2.2.2. Влияние добавки солей в выщелачивающий раствор кислоты
3.2.3. Влияние состава стекла и условий выщелачивания на структуру пор пористых стекол.
3.2.4. Неоднородности в структуре порового пространства
пористых стекол.
3.3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ 3.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ
ПРИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ ДВУХФАЗНЫХ ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ
СТЕКОЛ И СОПРОВОЖДАЮЩИХ ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ
4.1. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕЖФАЗНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОДНОФАЗНЫХ СТЕКОЛ, ОТВЕЧАЮЩИХ ПО СОСТАВУ ХИМИЧЕСКИ НЕСТОЙКОЙ ФАЗЕ ДВУХФАЗНЫХ СТЕКОЛ, С КИСЛОТНОСОЛЕВЫМИ
РАСТВОРАМИ
4.1.1. Влияние состава стекла на характер его взаимодействия с раствором

кислоты.
4.1.2. О составе и кислотных растворов, контактирующих с однофазным натриевоборосиликатным стеклом
4.1.3. Кинетика установления равновесных концентраций компонентов однофазных натриевоборосиликатных стекол в растворах кислоты
4.1.4. Зависимость скорости избирательного растворения стекла в кислоте
от степени насыщения раствора продуктами растворения
4.1.5. Механизм извлечения щелочных боратов из стекла в
растворы кислоты
4.1.6. Кинетика структурирования кремнезема в кислотных растворах,
контактирующих со стеклом
4.2. ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ
4.2.1. Электрохимические явления при взаимодействии пористого боросиликатного стекла с водными растворами электролитов литературные данные.
4.2.1.1. Представления об образовании и строении двойного электрического слоя на межфазной поверхности
оксид кремния раствор электролита.
4.2.1.2. Электрокинетические характеристики тонконористых мембран
4.2.1.3. Химические свойства поверхности порист,х стекол
4.2.1.4. Изучение электроповсрхностных свойств пористых стекол
4.2.2. Результаты экспериментального исследования элсктроповерхиостных свойств пористых стекол собственные данные
4.3. МАССОПЕРЕНОС РАСТВОРЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОРИСТЫХ СТЕКЛАХ.
4.4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ 4.
5. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ РЕАКЦИОННОЙ ДИФФУЗИИ ДЛЯ
ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССА КИСЛОТНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СТЕКОЛ ЛИКВИРОВАВШИХ ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ СИСТЕМ.
5.1. ОПИСАНИЕ КИНЕТИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ С ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ ЛИТЕРАТУРНЫЕ ДАННЫЕ
5.2. ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА КИНЕТИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ С РАСТВОРАМИ КИСЛОТ
5.2.1. Обсуждение известных моделей литературные данные
5.2.2. Расчет кинетических параметров взаимодействия щелочноборосиликатных стекол с водными растворами кислот собственные данные.
5.3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ОПИСЫВАЮЩАЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДВУХФАЗНЫХ ЩЕЛОЧНОБОРОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ С
РАСТВОРАМИ КИСЛОТ МВС
5.3.1. Общие положения концепции реакционной диффузии для описания процесса кислотного выщелачивания стекол лидировавших щелочноборосиликатных систем.
5.3.2. Диффузионная кинетика процесса выщелачивания двухфазного щелочноборосиликатного стекла
5.3.3. Анализ влияния различных факторов на процесс получения пористого
стекла с позиции модели выщелачивания двухфазного стекла МВС
5.3.4. Представления о формировании структуры пор и кремнеземных неоднородностей в пористом стекле
5.4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ
6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ И
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ
6.1. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ.
6.2. ВЛИЯНИЕ НАГРЕВАНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ
6.2.1. Представления о процессах, происходящих при
спекании пористых стекол литературные данные
6.2.1.1. Общие закономерности спекания пористых материалов.
6.2.1.2. Структурные превращениях в пористых стеклах, происходящие
при их нагревании в печи.
6.2.2. Характеристики пористых стекол, подвергнутых специальной тепловой
обработке собственные данные.
6.2.2.1. Влияние тепловой обработки пористых стекол на параметры их структуры.
6.2.2.2. Изменение линейных размеров пористых стекол в процессе
спекания
6.2.2.3. Вязкость спеченных пористых кварцоидных стекол
6.2.2.4. Пропускание пористых стекол, подвергнутых специальной
тепловой обработке
6.2.2.5. Оптические свойства спеченных пористых стекол, импрегнированных светочувствительной компонентой фотохромных кварцоидных стекол
6.2.2.6. Кинетика спекания и лучевая прочность пористых стекол при воздействии лазерного облучения.
6.3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ 6.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Например, в зависимости от того, достигается ли температура изотермической выдержки стекла для наведения двухфазной структуры в результате снижения температуры расплава от температур, превышающих Тд так называемый подход сверху, или в результате нагревания предварительно быстро охлажденного однофазного стекла подход снизу, формируется либо капельная, либо двухкаркасная структура 5, 1, 2. Влияние вторичной тепловой обработки на структуру двухфазных стекол может проявляться в так называемом явлении вторичной ликвации, которое заключается в следующем. При снижении температуры изотермической выдержки расплава размеры фазовых образований, возникающих в ликвировавшем стекле при более низкой температуре при одном и том же времени выдержки, оказываются значительно меньшими, чем первичные фазовые образования , , 2. Связано это с уменьшением коэффициентов взаимодиффузии компонентов стекла при снижении температуры, вследствие чего процессы фазового разделения существенно замедляются. Перейдем к рассмотрению интересующей нас НБС системы. При изотермической выдержке стекол с постоянным содержанием i с увеличением в исходном стекле составы обеих фаз обедняются борным ангидридом и обогащаются кремнеземом рис. Объемная доля НФ при этом увеличивается. С увеличением содержания i в исходном стекле происходит уменьшение относительного объема НФ в двухфазном стекле. С увеличением температуры тепловой обработки Гто стекла состав НФ обогащается кремнеземом, а ее объемная доля увеличивается. При этом кремнеземная фаза КР обогащается оксидами натрия и бора. Увеличение длительности изотермической выдержки исходного стекла приводит к достижению равновесных составов фаз , 6. При этом происходит увеличение размеров фазовых образований. При достижении фазового равновесия на стадии переконденсации рост радиусов областей неоднородности пропорционален корню кубическому из времени . Свойства ликвировавшмх щелочноборосиликатных стскол. При обсуждении основных закономерностей влияния состава и структуры лидировавших расплавов и стекол па их свойства, которые подробно рассмотрены в 6, глава 3, установлено, что, хотя имеется большое число факторов, которые могут влиять на свойства двухфазных стскол разным образом, тем не менее в большинстве случаев оказывается справедливым допущение об идентичности свойств фаз, составляющих двухфазное стекло, соответствующим свойствам однофазных стскол, отвечающих по составам сосуществующим фазам. Зная составы и относительные объемы сосуществующих фаз, можно прогнозировать свойства двухфазного стекла. Однако, при этом следует помнить, что, как упоминалось ранее, структурночувствительные свойства двухфазных стекол в значительной степени зависят от характера распределения фаз в стекле. Поэтому, надо учитывать, что в анализ свойств двухфазного стекла могут вносить осложнения не только возможная неоднородность состава фазовых образований на первых этапах фазового разделения и изменение состава сосуществующих фаз во времени в процессе фазового разделения, но обращение фаз см. Реологические свойства. Вязкость. Как упоминалось в разделах 1. Если высоковязкая фаза непрерывна, то именно она будет практически полностью определять вязкость двухфазного стекла в целом. Если же высоковязкая фаза образует замкнутые капли, вязкость стекла должна быть связана прежде всего с вязкостью маловязкой матрицы. Конечно, при уменьшении относительного объема, занимаемого непрерывной высоковязкой фазой, вязкость стекла должна снижаться. Соответственно при увеличении относительного объема высоковязких капель в маловязкой фазе вязкость стекла должна возрастать. Однако эти изменения невелики по сравнению с изменением вязкости, связанным с изменением характера распределения высоковязкой фазы. Например, на концентрационной зависимости температуры Тп, при которой вязкость составляет Па с, для двухкомпонентиой системы РЬО В2О3 резкое изменение вязкости приходится на ту область составов, где структура высоковязкой фазы из капельной переходит в непрерывную 6, рис. Такого рода закономерности изменения свойств с составом исходного стекла, имеющие место в двухкомпонентных системах, должны соблюдаться и для сечений по конодам в трех и более компонентных системах. Это достаточно убедительно иллюстрируют данные для НБС системы рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.396, запросов: 121