Процессы фазообразования при низхкотемпературном формировании силиката циркония
| Parent link: | Известия вузов. Химия и химическая технология/ Ивановский государственный химико-технологический университет (ИГХТУ) Т. 64, № 4.— 2021.— [С. 67-72] |
|---|---|
| Main Author: | |
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | |
| Summary: | Заглавие с экрана Керамика на основе силиката циркония применяется в различных областях промышленности. Одной из проблем при получении цирконовой керамики является ее высокая температура спекания. Перспективным методом активации силикатных материалов для интенсификации процессов синтеза и спекания является их низкотемпературное фторирование с помощью гидродифторида аммония. В связи с этим, были исследованы процессы, протекающие при взаимодействии плазмодиссоциированного и природного циркона с гидродифторидом аммония. Установлено, что плазмодиссоциированный циркон активно взаимодействует с гидродифторидом аммония в твердой фазе. Природный циркон в силу своей химической инертности взаимодействует с гидродифторидом аммония только при его плавлении. Основным продуктом фторирования является гексафторосиликат аммония. Побочными продуктами реакции являются гексафтороцирконат и гептафтороцирконат аммония, количество которых растет с увеличением содержания гидродифторида аммония в исходной смеси. Кинетика процесса взаимодействия циркона с гиродифторидом аммония описывается уравнением k•[tau]=1-(1-[alpha]α)1/n. Кажущаяся энергия активации реакции между гидродифторидом аммония и плазмодиссоцированным и природным цирконом составляет 13,9 и 32,7 кДж/моль соответственно. Кажущийся порядок реакции (n) - 2,0 и 1,5 соответственно. Термообработка профторированных материалов при 400 °C приводит к сублимации гексафторосиликата аммония, а также к термической диссоциации фтороцирконатов аммония до тетрафторида циркония и промежуточных по составу фтороцирконатов. Установлено, что в результате низкотемпературного фторирования циркона возможно регулирование химического состава обрабатываемых минералов. Материалы на основе фтораммонийной обработки природного и плазмодиссоциированного циркона потенциально могут быть использованы в технологии функциональной цирконовой и бадделеитоцирконовой керамики. Zirconium silicate ceramics is widely used in different fields of engineering. One of the most actual problem of zircon ceramics is the requiring of high temperatures for its sintering. Perspective method for activation of silicate materials with the aim of intensification of synthesis and sintering processes is the low-temperature fluoridation with the ammonium hydrofluoride. In accordance with that, processes occurring during the interaction of plasma dissociated zircon and natural zircon with ammonium hydrodifluoride were studied. It was established that plasma dissociated zircon actively interacts with ammonium hydrofluoride in the solid phase. Natural zircon because of its chemical inertness reacts with ammonium hydrofluoride only when latter melts. The main product of fluorinating is ammonium hexafluorosilicate. By-products are ammonium hexafluorozirconate and ammonium heptafluorozirconate. Their quantity increases with the content of ammonium hydrofluoride in mixtures. Kinetic equation of reaction between zircon and ammonium hydrofluoride is k• [tau]=1-(1-[alpha])1/n. Activation energy of plasma dissociated zircon and natural zircon fluorinating reactions are 13.9 and 32.7 kJ/mol, respectively. Order of reactions (n) are 2.0 and 1.5, respectively. Thermal treatment of fluorinated materials at 400 °C leads to ammonium hexafluorosilicate sublimation and thermal dissociation of ammonium fluorozirconates to zirconium fluoride and fluorozirconate intermediates. It was established that low-temperature fluoridation of zircon makes possible to regulate chemical composition of minerals. Materials obtained by ammonium hydrofluoride treatment of plasma dissociated and natural zircon can be potentialy used in the functional zircon and zirconia-zircon ceramics technology. |
| Published: |
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45630838 https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216404.6336 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=665218 |