Главная Обратная связь

Дисциплины:






Силикатная керамика



Силикаты состоят главным образом из кремния и кислорода. Они являются главными

составляющими в горных породах, в глине, в песке. В структуре силикатов содержатся

тетраэдры, в вершинах которых находятся ионы кислорода O2- , а в

центрах ионы кремния Si4+ : Связь между Si и O направленный, т.е частично ковалентный. Общая формула тетраэдра (SiO4)4- .

8.2.1 Диоксид кремния SiO2

SiO2 является главным компонентом песка. SiO2 состоит из рассмотренных тетраэдров, причем вершины соседних тетраэдров совподают. Если эти тетраэдры располагаются упорядоченно, образуется кристаллическая структура. SiO2 имеет три кристаллические модификации: кварц, кристобалит и тридимит. Самый распрастранённый из них кварц (напр песок). Плотность кварца только 2,65 г/см3, т.е решётка довольно рыхлая. Эта вызвана ковалентной связью. Связь очень прочная, поэтому темп плавления кварца высокая: 1710С. SiO2 может находится и в некристаллическом (аморфном) состоянии, где расположение тетраэдров несколько нерегулярное. SiO2 находится в аморфном состоянии в стекле, где тетраэдры не успели при охлаждении распологатся регулярно. Тетраэдры имеются и в жидком SiO2, где их расположение случайное.

Имеется ещё два оксида, которые образуют при охлаждении стекло – B2O3 P2O5. Вместе с SiO2 они называются стеклообразующимися оксидами. Неорганические стёкла (напр оконное стекло) являются силикатными стёклами, там стекло- образующий оксид SiO2. В оконном стекле к SiO2 добавлены другие оксиды, напр Na2O, CaO и др. Ионы Na и Ca препятствуют регулярному расположению тетраэдров (SiO4)4- , т.е способствуют образованию стекла.

Силикаты

В силикатных минералах тетраэдры (SiO4)4- находятся одиночно или в комплексах из двух, трёх или более тетраэдров. Возможно также образование цепей и циклов. Заряды тетраэдров (SiO4)4- компенсируются в минералах катионами Ca2+ , Mg2+ , Al3+ и др, которые связывают эти тетраэдры между собой ионной связью. С одним тетраэдром имеется минерал фостерит (Mg2SiO4), c двумя тетраэдрами минерал акерманит (Ca2MgSiO7). Часто формулы этих мине- ралов напишут 2MgO·SiO2 и

2CaO·MgO·2SiO2, но эти формулы не указывают на действительные структуры. Эти тетраэдры (SiO4)4- могут также образовать слои. Напр в каолине (основный компонент глины) образуются слои (Si2O5)2- и Al2(OH)4 2+. Эти два слоя связаны между собой прочными ионно-ковалентными

связьями и образуют двойной слой. Эти двойные слои связаны с другими двойными слоями слобыми связьями Ван-дер-Ваальса. Таким образом, каолин состоит из слабо связанных между собой слоёв Al2(OH)4(Si2O5). Частицы глины состоят из сотней таких слоёв и имеют толщину около 1 мкм. Химическую формулу каолина часто выражают как Al2O3·2SiO2·2H2O. Но опять, эта формула не соответствует действительной структуре каолина. Слоистую структуру имеют также многие другие силикатные минералы, напр тальк.





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...