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081314金蟲 (小有名氣)
081314
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[求助]
SiO2的狀態(tài)
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| 在Si表面常壓下生成的SiO2在什么溫度之下是非晶態(tài),什么溫度區(qū)間是晶態(tài)?最好有文獻(xiàn)支持。謝謝 |
科研圣人 |
專家顧問 (知名作家)
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專家經(jīng)驗(yàn): +731 |
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SiO2在常壓下有七個(gè)變體(modification) 和一個(gè)非晶型變體,即β-石英,α-石英,γ-鱗石英(tridymite) ,β-鱗石英,α-鱗石英,β-方石英(cristobalite),α-方石英和石英玻璃。上述各變體間的轉(zhuǎn)變可分為兩類: 第一類是石英、鱗石英、方石英之間的轉(zhuǎn)變,屬重建型轉(zhuǎn)變。由于所需活化能大,轉(zhuǎn)變溫度高而緩慢,轉(zhuǎn)變溫度通常是由晶體表面逐漸向內(nèi)部進(jìn)行,并伴隨有較大的體積效應(yīng)。有礦化劑存在時(shí)可顯著加速轉(zhuǎn)變,無礦化劑時(shí)實(shí)際上不能轉(zhuǎn)變。有時(shí)可通過急冷使高溫中穩(wěn)定的晶型在室溫下也能存在。 第二類是上述變體的亞種α、β、γ型的轉(zhuǎn)變,屬于位移型轉(zhuǎn)變。由于它們在結(jié)構(gòu)上差別很小,因此轉(zhuǎn)變是在一個(gè)確定溫度下一定要發(fā)生的,轉(zhuǎn)變快,而且是可逆的。并伴隨有比重建型轉(zhuǎn)變小的體積效應(yīng)。 α-石英在870℃較慢地轉(zhuǎn)變?yōu)棣?鱗石英。研究表明,此種慢轉(zhuǎn)變必須在長時(shí)間緩慢加熱,原料經(jīng)細(xì)粉碎,有強(qiáng)的助熔礦化劑(如鎢酸鈉Na2WoO4)存在的條件下才能實(shí)現(xiàn)。這表明鱗石英的生成和存在必須有雜質(zhì)離子(或礦化劑)存在。由于SiO2各種變體的晶體結(jié)構(gòu)不同,其密度不同,它們在轉(zhuǎn)變過程中有體積效應(yīng)產(chǎn)生。在某些方面完全轉(zhuǎn)變時(shí)體積變化值 。從表2-6中看出快速轉(zhuǎn)變時(shí)所發(fā)生的體積變化比慢速轉(zhuǎn)變時(shí)所發(fā)生的體積變化小,其中以鱗石英型轉(zhuǎn)變時(shí)體積變化較小,方石英型較大。方石英的熔點(diǎn)1713℃,鱗石英是1670℃,而石英是1600℃,但鱗石英具有較高的體積穩(wěn)定性。硅磚中鱗石英具有矛頭狀雙晶相互交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),因而使磚具有較高的荷重軟化點(diǎn)及機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)硅磚中有殘余石英存在時(shí),由于在使用中它會(huì)繼續(xù)進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)變,體積膨脹較大,易引起磚體結(jié)構(gòu)松散,綜上所述,一般希望燒成后硅磚中含大量鱗石英,方石英次之,而殘余石英愈少愈好。在硅磚生產(chǎn)中石英的轉(zhuǎn)變程度用密度衡量,硅磚的密度一般小于2.38g/cm3,優(yōu)質(zhì)硅磚的密度在2.32~2.36g/cm3之間。 |

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