ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАТРИЕВОСИЛИКАТНОГО РАСПЛАВА И ТЕРМОДИНАМИКА Qn -ЕДИНИЦ

Ольга Николаевна Королева, Алексей Альбертович Тупицын, Валерий Алексеевич Бычинский

Аннотация


Сформирована физико-химическая модель натриевосиликатного расплава, основанная на представлениях о структурных единицах Qn, представляющих кремнекислородные тетраэдры с различным соотношением мостиковых и немостиковых атомов кислорода. Результаты моделирования откорректированы на основе данных высокотемпературной спектроскопии КР, что позволило ввести поправки для термодинамики Qn-единиц. Полученные результаты позволяют описать структуру и свойства расплава в области составов от чистого SiO2 до ортосиликата натрия в диапазоне температур от 700 до 2000 К.

Ключевые слова


физико-химическая модель; силикатные расплавы; структура расплава; корректировка термодинамических функций; минимизация термодинамических потенциалов

Полный текст:

PDF

Литература


Анфилогов, В.Н. Силикатные расплавы / В.Н. Анфилогов, В.Н. Быков, А.А. Осипов. – М.: Наука, 2005. – 361 с.

The structural groups of alkali silicate glasses determined from 29Si MAS-NMR / H. Maekawa, T. Maekawa, K. Kamamura, T. Yokokawa // J. Non-Cryst. Solids. – 1991. – Vol. 127. – P. 53–64.

Malfait, W.J. Quantitative Raman spectroscopy: High-temperature speciation of potassium silicate melts / W.J. Malfait, V.P. Zakaznova-Herzog, W.E. Halter // J. Non-Cryst. Solids. – 2007. – Vol. 353. – P. 4029–4042.

Mysen, B.O. Silicate melts at magmatic temperatures: in-situ structure determination to 1651 °C and effect of temperature and bulk composition on the mixing behavior of structural units / B.O. Mysen, J.D. Frantz // Contrib Mineral Petrol. – 1994. – Vol. 117. – P. 1–14.

Hess, P.C. Structure of silicate melts / P.C. Hess // Can. Mineral. – 1977. – Vol. 15. – P. 162–178.

Быков, В.Н. Структура силикатных расплавов по данным спектроскопии комбинационного рассеяния и термодинамического моделирования / В.Н. Быков, О.Н. Королева, А.А. Осипов // Геохимия. – 2009. – № 11. – C. 1138–1145.

Тупицын, А. А. Подготовка термодинамических свойств индивидуальных веществ к физико-химическому моделированию высокотемпературных технологических процессов / А.А. Тупицын, А.В. Мухетдинова, В.А. Бычинский. – Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2009. – 303 с.

Термодинамические свойства индивидуальных веществ : справ. изд.: в 4 т. / Л.В. Гурвич [и др.]. – 3-е изд., перераб. и расш. – М.: Наука, 1982. – Т. 4, кн. 1. – 623 с.

JANAF Thermochemical Tables. Part I, Al–Co / M.W. Chase [et al.]. – 3th ed. // J. of Phys. And Chem. Ref. Data. – Washington, 1985. – Vol. 14. – Sup. 1. – 926 p.

JANAF Thermochemical Tables. Part II, Cr–Zr / M.W. Chase [et al.]. – 3th ed. // J. of Phys. And Chem. Ref. Data. – Washington, 1985. – Vol. 14. – Sup. 1. – 929 p.

Термические константы веществ: справ. / под ред. В.П. Глушко. – М.: ВИНИТИ, 1981. – Вып. 10, ч. 1. – 299 с.

Термические константы веществ: справ. / под ред. В.П. Глушко. – М.: ВИНИТИ, 1981. – Вып. 10, ч. 2. – 441 с.

Téqui, C. Thermodynamic Properties of Alkali Silicates: Heat Capacity of Li2SiO3 and Lithium Bearing Melts / C. Téqui, P. Grinspan, P. Richet // J. Amer. Ceram. Soc. – 1992. – Vol. 75, N 9. – P. 2601–2604.

Kleykamp, H. Enthalpy, heat capacity, second-order transitions and enthalpy of fusion of Li4SiO4 by high-temperature calorimetry / H. Kleykamp // Thermochim. acta. – 1996. – Vol. 287, N 2. – P. 191–201.

Fasshauer, D.W Heat capacity of wadeite-type K2Si4O9 and the pressure-induced stable decomposition of K-feldspar / D.W. Fasshauer, B. Wunder, N.D. Chatterjee // Contrib. Min. Petrol. – 1998. – Vol. 131. – P. 210–218.

Бабушкин, В.И. Термодинамика силикатов / В.И. Бабушкин, Г.М. Матвеев, О.П. Мчедлов-Петросян; под общ. ред. О.П. Мчедлова-Петросяна. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во лит. по строительству, 1972. – 351 с.

Heat capacities and derived thermodynamic properties of lithium, sodium, and potassium disilicates from T = (5 to 350) K in both vitreous and crystalline states / A. Labban, R. Berg, J. Zhou et al. // J. Chem. Thermodynamics. – 2007. – № 39 (7). – Р. 991–1000.

Naylor, B.F. High-temperature heat contents of sodium metasilicate and sodium disilicate / B.F. Naylor // J. Amer. Chem. Soc. – 1945. – Vol. 67. – P. 466–467.

Richet, P. Heat capacity of sodium silicate liquids / P. Richet, Y. Bottinga, C. Téqui // Comm. Amer. Ceram. Soc. – 1984. – P. C-6–C-8.

Минимизация энергии Гиббса в геохимических системах методом выпуклого программирования / И.К. Карпов, К.В. Чудненко, Д.А. Кулик и др. // Геохимия. – 2001. – № 11. – С. 1207–1219.

Королева, О.Н. Термодинамическое моделирование и спектроскопия комбинационного рассеяния силикатных расплавов: дис. канд. хим. наук / О.Н. Королева. – Екатеринбург, 2009. – 154 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.