Мананков Анатолий Васильевич, докт. геол.-мин. наук, профессор
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Anatoly V. Manankov, DSc, Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Владимиров Валерий Михайлович, канд. хим. наук, доцент
634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
Valery M. Vladimirov, PhD, A/Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Актуальность. Повышение экономической эффективности многих отраслей (энергетической, минерально-сырьевой, металлургической, химической, угольной, строительной, бумажной и т. д.) связывается с новыми материалами с необычным сочетанием физико-механических и химических свойств. Одно их первых мест занимают стеклокристаллические материалы, получающиеся при направленной кристаллизации стекла. Стекла по сравнению с кристаллическими веществами обладают повышенной внутренней энергией (скрытой энергией кристаллизации), поэтому вещество в стеклообразном состоянии метастабильно (термодинамически неустойчиво). Из-за этого обычное стекло при некоторых условиях, а иногда и самопроизвольно начинает кристаллизоваться. Этот процесс традиционно называют «зарухание» или «расстекловывание», а после открытия ситаллов – «ситаллизация». На основе развиваемых представлений о динамическом равновесии потоков энергии и вещества при фазовых переходах в неравновесных открытых системах предлагается термодинамическая модель, учитывающая термическую силу роста кристаллов ситаллов метасиликатного состава.Результаты. Для ситаллов метасиликатного состава – М2М1[Si2O6] установлены некоторые из основных зависимостей кинетических параметров от термодинамических свойств. Рост температуры кристаллизации ситаллов происходит по мере увеличения их общей основности ∆Ζо298 на фоне относительного возрастания основности ионов в катионной подрешетке М2 и особенно в октаэдрической позиции М1.
The increase in the economic efficiency in many industries (energy, mineral resources, metallurgy, chemical coal, construction) is associated with new materials with unusual combination of physical, mechanical and chemical properties. Glass-ceramic materials obtained by directional glass crystallization rank first among others. Compared to crystalline substances, glass has increased internal energy (latent energy of crystallization). Therefore, the substance in the glassy state is metastable (thermodynamically unstable). Ordinary glass under certain conditions begins to crystallize, sometimes, spontaneously. This process is called drying or devitrification. A thermodynamic model is proposed based on the concept of dynamic equilibrium of energy and matter flows during phase transitions in non-equilibrium open systems. The model considers thermal force of the metasilicate crystal growth. Some of the main dependencies of kinetic parameters on thermodynamic properties are suggested for М2М1[Si2O6] metasilicate composition. The crystallization temperature growth occurs as the overall basicity ∆Ζо298 increases against relative increase in the basicity of ions in the cationic sublattice M2 and, especially, in the octahedral sublattice M1.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.