ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАТРИЕВОСИЛИКАТНОГО РАСПЛАВА И ТЕРМОДИНАМИКА Qn -ЕДИНИЦ

Ольга Николаевна Королева
Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Миассе. 456304, г. Миасс, Челябинская область, Калинина, 37

Алексей Альбертович Тупицын
ФГБУН Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии Наук. 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а

Валерий Алексеевич Бычинский
ФГБУН Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии Наук. 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а


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.