Modificarea SiO 2 in timpul arderii maselor ceramice

3x puncte

categorie: Chimie

nota: 9.42

nivel: Liceu

Existența în stare naturală a unei silice amorfe stabile pe termen foarte lung la scara geologică este puțin probabil să fie cunoscută dat fiind faptul că menținerea stării de dezordine impune o serie de condiții prealabile ce nu își au nici un corespondent în natură. Prezența simultană a unor impurități favorizează condițiile de a vira structura spre forme cristaline sau semicristaline..
[...]
DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Modificarea SiO 2 in timpul arderii maselor ceramice

Existența în stare naturală a unei silice amorfe stabile pe termen foarte lung la scara geologică este puțin probabil să fie cunoscută dat fiind faptul că menținerea stării de dezordine impune o serie de condiții prealabile ce nu își au nici un corespondent în natură. Prezența simultană a unor impurități favorizează condițiile de a vira structura spre forme cristaline sau semicristaline..

Acest tip de silice în timpul arderii este supusă la un proces de trecere spre cristobalit , accelerat în prezența impurităților (Abramovici 1976).
Cercetările demarate recent ,ne-au pus în fața unor probe de ceramică în care se identifică formațiuni cu caracteristicile silicei fibroase , generată foarte probabil de arderile reducătoare și abundența carbonului depus în porii materialeor ceramice .Rolul carbonului la nivelul SiO2 din metacaolinitul generat la arderea reducătoare a mineralelor argiloase este unul foarte disputat de către diverșii cercetători- suprafața specifică ridicată devine un teren favorabil unor transformări de acest tip.

La cca 900C, SiO2 începe să fie redusă astfel:
SiO2solid + Cgrafit= SiO2gaz + COgaz
La temperaturi tot mai mari,reacția se desfășoară la o scară apreciabilă.
. Oxidul de Fe.Fe2O3 care determină trecerea CO la C ,produs ce se depune în masa ceramică și generează stres mecanic soldat cu distrugerea microstructurii.

Silicea fibroasă se deosebește prin faptul că tetraedri de SiO4 se leagă după muchii (nu după vârfuri) iar lanțurile se cuplează prin forțe V. der Vaals. Densitatea corespunde la o structură cu grad avansat de dezordine(1,96-1,98g/cm3)
Formarea cristobalitului devine un episod ce furnizează componenți deosebit de instabili din punct de vedere termic.
La temperatură și chimism diferit, cuarțul se adaptează prin schimbarea poziției tetraedrilor, devenind în acest mod mai stabil.
Forma stabilă reprezintă modificările de rețea la care se ajunge cu o pierdere minimă de energie.

În practică ,Flizke a constatat că etapele parcurse de reorganizarea rețelei se prezintă cu totul altfel decât în mecanismele descrise de Fenner:
cuarț 1000 C metacristobalit 1150-1200˚C cristobalit
Energia de conversie spre cristobalit e mai mică decât energia de restructurare necesară trecerii spre tridimit. În consecință de la cuarț se trece mai întâi la cristobalit .
Trecerea spre tridimit, necesită temperaturi 870C cu palier îndelungat unde prezența alcaliilor joacă un rol decisiv prin rolul lor de modificatori de rețea

Modificarea structurii de la o formă de temperatură la alta tranzitează două tipuri esențiale de transformări:
I. fără ruperea legăturilor:
- în care rețeaua se deformează fără a se
modifica cifra de coordinare a ionilor
- transformările se desfășoară rapid
- modificația de temperatură ridicată are
simetrie superioară, densitate mai mică
și căldură specifică mai mare.
Exemplu - tranziția cuarț metacristobalit cristobalit

II Cu ruperea legăturilor: - energia de activare este mult mai mare
(față de conversia fără rupere de
legătură) și timpul de transformare e
foarte lung - din aceste motive formele
de temperatură ridicată sunt foarte
stabile și la temperaturi joase.
Exemplu - tranziția spre tridimit este lentă și este inițiată
doar în prezența alcaliilor.
( Abramovici ,1976)

Temperatură de transformare a cuarțului în condiții de puritate maximă exprimă de fapt o limită de prag energetic al agitației termice care permite rearanjarea spațială a motivelor structurale.
(Freund, 1965) și Buerger(1925) subliniază funcția de catalizator exercitată de o impuritate - prezența ei facilitează transformările polimorfe la temperaturi mai scăzute decât cele teoretice.

Constatarea poate explica cel puțin parțial ,acțiunea de fondant al unui oxid. Cele două aspecte însumate ne dau o imagine asupra cauzelor ce favorizează transformări ce se manifestă la alte temperaturi decât cele în care au fost elaborate diagramele de fază.
Van Nieuwenburg și de Nocijier utilizează o diagramă de ardere cu maxim la 1300C și cu palier de o oră ,având ca probă un amestec de 99% cuarț + 1% componenți (majoritatea oxizi) .

Teoreanu, 1988 detaliază acțiunea altor componenți și distinge două grupe cu acțiune antagonistă:
– Acceleratori de transformare (cu oxidul cel mai activ CuO)
– Inhibatori de transformare din care Cr2O3 are efectul de frânare cel mai accentuat.

Tabelul nr.1 Modificările structurale ale SiO2 sub influența impurităților.
(după Van Nieuweuburg și Nocijier)
Component adăugat 1% După ardere Component adăugat1% După ardere
Densitate
g/cm3 % de cuarț transformat Densitate g/cm3 % de cuarț transformat
– 2,635 0 Fe2O3 2,550 23
CaO 2,585 12 FeO 2,530 29
CaSiO3 2,610 5 TiO2 2,625 0
MgO 2,585 12 Al2O3 2,615 3

BaO 2,605 6 Gel de silice 2,80 14
PbO 2,585 12 Calcedonie 2,595 9
ZnO 2,610 5 Opal 2,595 9

Experimentările au dus la următoarele concluzii:
– Scade efectul de accelerare a transformărilor (până la un grad maxim de inhibare a acestora) conform scalei
CuO Fe2O3 CaO ZrO2 cuarțit fără adaos
BrO3 P2O5 Al2O3 (Cr2O+CaO) Cr2O3
– Arderile scurte duc la formarea de cristobalit
– În prezența CaO crește % de cristobalit .Peste 1,25 %CaO are funcția de fondant.

Difuzia CaO în SiO2 este de 4-5 ori mai rapidă.
Cercetările atestă o creștere a vitezei de transformare pentru SiO2 provenit din diverse surse, după ordinea de mai jos (f. Chatterjee, 1979, citat în Gitta)
Cuarț calcedonie opal silicea din minerale argiloase.
Transformările au loc mai rapid la SiO2 cu un grad de cristalinitate redus.
Alcaliile catalizează formarea de cristobalit la 1180C (Niueven Kamp citat în Jouenne, 1960).
DOWNLOAD REFERAT
« mai multe referate din Chimie

CAUTA REFERAT

TRIMITE REFERAT CERE REFERAT
Referatele si lucrarile oferite de E-referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

E-referate.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat termenii si conditiile de utilizare pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Politica de Cookie
Am inteles