Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных материалов. Страница 313

Математический критерий склонности' оксидов к стеклообразованию был выведен Гарино-Каниным и имеет следующий вид:

где г — валентность; Vc я Vv — соответственно суммарный объем пустот и катионов в единице массы или объема.

Оксиды, имеющце критерий А выше 1000, являются типичными стеклообразователями. Во. всех случаях, когда стеклообразователь имеет критерий А - от 100 до 1000, для получения стекла требуется специальная техника скоростного охлаждения расплава, а на основе оксидов с критерием А ниже 100 вообще нельзя получить стекла из-за их высокой кристаллизационной способности. Из шести известны оксидов с критерием А выше 1000 в качестве стеклообразователей практически можно использовать только два: B2O3 и SiO2, поскольку остальные диссоциируют до образования расплава. B2O3 имеет очень низкую температуру плавления (450°С). Следовательно, для ,производства івьісокотемпературостой- ких волокон оксидом-стеклообразователем должен быть только SiO2.

При выборе составов для получения высокотемпера- туростойкой ваты с точки зрения термической устойчивости предпочтение следует отдать системам с возможно меньшим числом компонентов, поскольку по правилу Рауля-Вант-Гоффа при приближении к любому веществу другого, не образующего с ним твердого раствора, во всех случаях наблюдается понижение температуры плавления. 'і

Однако использовать для получения огнеупорного волокна только SiO2 затруднительно из-за высокой температуры его плавления и высокой вязкости. Повышение температуры расплава с целью понижения вязкости приводит к интенсивному выгоранию SiO2 при взаимодействии с угольными электродами:

Для уменьшения температуры плавления без значительного снижения температуростойкости волокон применяют, как правило, двухкомпонентную систему,содержащую в качестве стеклообразователя SiO2 и один из огнеупорных оксидов Al2O3s CaO, MgO, SrO2. Решение о пригодности . каждой отдельной двухкомпонентной системы для получения огнеупорного волокна может быть принято на основе анализа соответствующей диаграммы состояния. При этом следует оговорить, что диаграммы состояния соответствуют кристаллическому состоянию вещества, и связь кривых, представленных на диаграммах состояния, со стекловидным состоянием вещества не является однозначной, а зависит от скорости охлаждения или нагревания. Следовательно, по диаграмме состояния можно судить только об области температур стеклования и трансформации, а не конкретной цифре, зафиксированной линией солидуса. Температура солиду- са — это температура появления жидкой фазыв то время как при температуре ликвидуса количество жидкой фазы достигает 100%- Если массивный образец при температуре солидуса всего лишь теряет несколько процентов своей прочности из-за появления жидкой фазы, то волокно толщиной от одного до нескольких микрон уже в начале появления жидкой фазы спекается с другими волокнами. Таким образом, из-за различия в толщине температура солидуса является определяющей по термической устойчивости волокна. Кроме того, по диаграмме состояния можно определить составы, соответствующие минимуму кристаллизационной способности, поскольку минимум кристаллизационной способности характерен для тех составов, при которых в качестве первых фаз выделяются одновременно два и более видов кристаллических соединений (эвтектические точки, границы полей на диаграммах состояния). Эвтектические составы должны обладать преимуществами туи выборе состава