рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

Искусственные минералы  

Искусственные минералы

Министерство образования Республики Беларусь Белорусский

Государственный Университет Транспорта

Кафедра’ Строительные конструкции, основания и фундаменты ‘

Научная конференция на тему:

‘Искусственные минералы’

Выполнили

Студенты гр. ПК-21

Власов Ю.А.

Махвиеня С.О.

Искусственные минералы.

Искусственное получение минералов представляет известный интерес. С одной

стороны, это позволяет исследовать процессы минералообразования, с другой –

даёт возможность получать нужные для практики минеральные вещества, что

широко используется в технологии строительных материалов.

Искусственным путем (методом синтеза) можно получать минералы, которые

встречаются в природных условиях (алмаз, корунд, кварц и др.), и минералы,

которые в природных условиях самостоятельно не встречаются (алит, белит и

др.), а входят в состав различных технических продуктов, таких как цементы,

огнеупоры и т.д.

Искусственно полученные естественные минералы путем синтеза из исходных

веществ выгодно отличаются от своих аналогов, образованных в природных

условиях, так как в них отсутствуют химические и механические примеси. В

настоящие время в промышленных целях получен ряд минералов, которые редко

встречаются в природе, но обладают ценными свойствами (флюорит, корунд и

др.). В 1961 в СССР синтезированы искусственные алмазы, прочность которых

была в 40% выше естественных. В таблице 1 приведены некоторые минералы

полученные искусственно.

Некоторые естественные минералы, полученные искусственно

|Минералы |Формула |Минералы |Формула |

|Сфалерит |ZnS |Самородная | |

|Корунд . |А1203 |сера .... |S |

|. | | | |

|Галенит . |PbS |Ангидрит . .|CaSO4 |

|. | | | |

|Барит .... |BaSO4 |Энстатит . . .|mr (Si206) |

|Магнетит |FeFe2O4 |Малахит . . . |CuCO?Cu(OH)2 |

|Оливин . | (Fe, Mg)2(Si04)|Шпинель . |A12 Mg04 |

|. | |. | |

|Полевые шпаты |— |Кварц .... |SiO2 |

|Самородная | |Галит .... |NaCl |

|медь . |Cu |Асбест . . |— |

|. . | |. | |

|Карбонаты . |— |Слюды .... |— . |

|. | | | |

|Алмаз . |С |Пирофиллит . |— |

|. . | | | |

Методы синтеза естественных минералов можно разделить на две группы:

1) синтез проводимый в условиях нормального давления.

2) синтез осуществляемый при повышенных давлениях.

В настоящие время получение искусственных минералов сводится к следующим

процессам :

1) кристаллизация расплава;

2) реакции, в которых участвуют газовые компоненты;

3) получение минералов в присутствие водных растворов;

4) получение минералов путем реакции в твердой среде.

Методы синтеза минералов требуют специальной аппаратуры, длительны по

времени и весьма трудоёмки. В целом задача синтеза минералов еще далеко не

решена.

Однако в настоящие время многим исследователям стран СНГ удалось получить

целый ряд ценных минералов, которые перестали быть достоянием лабораторий и

освоились промышленностью.

Ниже дается краткое описание искусственных минералов, которые встречаются

в технических продуктах (цементы, огнеупоры и т.д.), и некоторых

высокопрочных кристаллов. Многие из этих минералов входят в состав

различных технических продуктов. В связи с этим их описание даётся по

группам минералов, выделенных по химическому составу (табл.2).

Искусственные минералы технических продуктов и высокопрочные

кристаллы(таб.2)

|Группа |Минералы |Химическая формула |

|Силикаты кальция |А ЛИТ |3CaO?SiO2 |

| |Белит |2CaO?SiO |

| |Волластоипт |?-CaO-SiO2 |

| |Псевдоволластонит |? –CaO?SiO2 |

| |Ранкинит |3CaO-2Si02 |

|Алюминаты кальция |Трехкальциевый |ЗСаО?А12О3 |

| |алюминат Пятикальциевый|5CaO?3Al2O3 |

| |трех-алюминат | |

| |Однокальциевый | |

| |алюминат |CaO?Al203 |

| |Однокальциевый |CaO?2Al2O3 |

| |двухалюминат | |

|Алюмосиликат |Геленит |2CaO?Al2O?SiO2 |

|кальция | | |

|Алюмосиликат |Муллит |3Al2O3-SiO2 |

| |Окерманит Монтигеллит |2CaO-MgO-2SiO2 |

|Силикаты кальция и| |CaO-MgO-2SiO2 |

|магния | | |

|Алюмоферрит кальция |Целит |От CaO-Fe2O3 до 8CaO-3 |

| | |Al2O3-Fe2O3 |

|Ферриты кальция |Однокальциевый феррит |CaO-Fe2O3 |

| |Двухкалышевый феррит |2CaO-Fe2O3 |

|Группа |Минералы |Химическая формула |

|Окислы и гидроокислы |Известь (свободная|СаО |

| |окис | |

| | | |

| |Известь (свободная |СаО |

| |окись кальция) | |

|Окислы и гидроксилы |Портлаидит (гидрат |Са (ОН)2 |

| |окиси кальция) | |

| |Периклаз (окись |MgO |

| |магния) Кремнезем |SiO2 |

| |Тридимит |Si02 |

| |Кристобалит |Si02 |

|Гипс и продукты его |Гипс |CaS04.2H20 |

|обезвоживания |?-полугидрат |CaSO4-0,5H20 |

| |?-полугидрат |CaSO4-0,5H2O |

| |Ангидрит |CaSO4 |

|Прочие соединения|Ольдгамит Перовскит |CaS |

|кальция | |CaO?TiO2 |

| |Карбиды вольфрама |WC и W2C |

|Высокопрочные |Карбиды молибдена |Mo2C и МоС |

|кристаллы |Нитрид ниобия |Nb3N5 |

| |Карбид бора |B4C |

| |Карбид кремния |SiC |

Искусственные минералы технических продуктов.

Силикаты кальция.

Алит (трехкальцевый силикат) 3CaO?SiO2 представляет собой бесцветные

мелкие кристаллы в виде гексагональных табличек или призм (иногда

игловидных) с неясно выраженной спайностью по одному направлению (рис. 1).

Сингония тригональная. Кристаллы нередко обнаруживают зональную структуру,

особенно хорошо видную при изучении препаратов в отраженном свете.

Погасание прямое или под небольшим углом. Однослойный, показатели

преломления Ng=1,772, Np=1,718, двойное лучеприломление малое: Ng-

Np=0.004. Оптический знак кристалла отрицателен.

Твердость алита по шкале Мооса колеблется между 5 и 6, удельный вес 3,2.

Является главным минералом портландцементного клинкера, входит также в

доломитовые огнеупоры. Легко может гидратироваться и разлагаться соляной

кислотой, способен твердеть под водой.

Белит (двухкальциевый силикат) 2СаО • 5SiO2 в трех видах: ?-, ?- и ?-

формы, причем по оптическим данным ?и? между собою весьма сходны, а переход

в ?-форму сопровождается резким изменением свойств ?- и ?-фор-мы образуют

правильные округлые зерна, часто призматического облика, со спайностью по

призме (рис. 1). Для белита во многих случаях характерна сложная

двойниковая структура и темноокрашенные включения, имеющие правильную

ориентировку. В шлифах эти формы имеют желтоватую окраску. За счет

растворенных Fе2О3 и Сг2О3 зерна приобретают коричневый или зеленый цвет.

?-форма белита под микроскопом наблюдается в виде трех разновидностей: 1)

зерен с двумя или тремя системами взаимнопересекающихся штрихов, каждая из

которых состоит из параллельных линий, 2) форм с одной системой двойниковых

пластинок; 3) несдвойникованных зерен.

Показатели преомления ?- и ?-форм: Ng=1,735, Nр=1,717, Ng — Nр =

0,018, оптический знак положительный. Удельный вес 2,974.

Рис. 1 Кристаллы белита в клинкере (210Х)

?-2СаО?ЗSiO2 (фелит) имеет призматический облик со спайностью по

призме; погасание прямое; показатели преломления: Ng = 1,654, Nр= 1,642,

Ng — Nр=0,012. Это низкотемпературная форма, возникающая из ?-формы при

675° С, имеет плотность примерно на 10% меньше плотности ?- и ? -белита,

поэтому такое превращение сопровождается разрушением вещества до состояния

тонкой пыли. Появление фелита в вяжущих породах и огнеупорах нежелательно,

так как по способности к гидратации и твердению эта форма не активна и в

ряде случаев (доломитовые огнеупоры) приводит к разрушению. Вода на ?-форму

не действует, она легко разлагается кислотами.

Белит в значительных количествах присутствует в портландцементном

клинкере, в шлаках, доломитовых и магнезиально-доломитовых огнеупорах.

Портландцемент с высоким содержанием белита отличается замедленным

твердением, но зато стоек к разрушающему действию агрессивных вод.

Волластонит ?-СаО?5SiO2 и псевдоволластонит ?-СаО-5SiO2— однокальциевые

силикаты. Волластонит — природный минерал, образуется также при

расстекловании некоторых технических стекол. Форма кристаллов игольчатая,

брусковидная и волокнистая со спайностью, параллельной удлинению. Система

моноклинная. Ng = 1,631, Nр = 1,616, Ng — Nр = 0,015. Оптический знак

отрицательный. Погасание параллельно удлинению.

Рис. 2.

Псевдоволластонит в стекле (74 X) Удельный вес 2,915. В воде не

разлагается, в кислотах легко растворяется.

Псевдоволластонит имеет форму округлых зерен или шестиугольных

бесцветных табличек с ясно различимой спайностью и иногда с

полисинтетическими двойниками (рис. 2). Удельный вес 2,912. Ng=1,654, Nр =

1,610, Ng— Nр = 0,044, оптический знак положительный. Цвета интерференции

яркие (красные, зеленые, желтые тона). Оба минерала характерны для шлаков.

Ранкинит ЗСаО • 2SiO2 (трехкальциевый дисиликат) встречается в основных

и кислых доменных шлаках в виде округлых неправильных по очертаниям зерен,

по-видимому, ромбической (?) сингонии. В отдельных случаях ранкинит дает

крупные порфировые выделения. Показатели преломления: Ng=1,650, Nр= 1,641,

двупреломле-ние слабое: Ng —Nр = 0,009, оптический знак положительный.

Алюминаты кальция

В эту группу входят несколько минералов: трехкальциевый алюминат,

пятикальциевый трехалюми-нат, моноалюминат кальция и однокальциевый двуалю-

минат.

Трехкальциевый алюминат ЗСаО • А12О3 кристаллизуется в кубической

сингонии и образует изометрические бесцветные мелкие зерна с прямоугольными

или гексагональными очертаниями и с несовершенной спайностью. Это

Страницы: 1, 2


© 2010.