Undersøgelse af ældning af talk-keramik - Transformation mellem magnesiummetasilikatkrystaller

Der er udført omfattende forskning i omdannelsen mellem krystalformer af magnesiummetasilikat. På nuværende tidspunkt kan man dog ikke sige, at der er en fuldstændig samlet og sikker forståelse af dette spørgsmål. De resultater, der blev opnået af J.F. Sarver et al. i 1962, kan dog bruges som MgSiO₃ ved temperaturer under 1400 ℃ grundlæggende oplysninger om lovene for krystalomdannelse. Saville et al. leverede MgSiO₃ T-P-fasediagrammet viser, at den vigtigste krystallinske fase, der dannes under fyring af talkumkeramik, er original enstatit, som afkøles til 1042 ℃ (målt ved slukningsmetode). Resultatet opnået ved røntgendiffraktionsmetode ved høj temperatur er 1035 ℃, og der er en tendens til at omdanne til enstatit mellem 865 ℃, og under 865 ℃ er der en tendens til at omdanne til metastabil krystallinsk clinopyroxen. Under 865 °C kan metastabil krystallinsk clinopyroxen eksistere i lang tid og vil ikke blive omdannet til termodynamisk stabil clinopyroxen. Ældning eller pulverisering af talk-keramik skyldes omdannelse af højtemperaturkrystallinsk fase primær enstatit til enstatit eller clinopyroxen under afkøling, placering og brug.

Ifølge den teoretiske tæthed beregnet ud fra gitterparametre kan det ses, at omdannelsen af primær enstatit til clinopyroxen ved stuetemperatur ledsages af en volumenændring på ca. 2,8%, og volumenændringen, når primær enstatit omdannes til enstatit, er endnu større. Hvis man analyserer ud fra gitterparametre, da volumenændringen er det samlede resultat af krystal c-akseforkortelse og b-akseforlængelse, er virkningen af kornlængdeændring under omdannelsesprocessen uundgåeligt mere fremtrædende end det, der afspejles af volumenændringsværdien. Den store stamme, der ledsager transformationsprocessen, genererer uundgåeligt stor stress, og effekten af denne faseændringsstress er den mere direkte årsag til ældning eller pulverisering af talkumkina. Original enstatit er den vigtigste krystallinske fase af talkum porcelæn, og den fremragende ydeevne af talkum keramik er direkte relateret til den oprindelige enstatit. På den måde bliver løsningen på problemet med ældning eller pulverisering af talkum porcelæn problemet med, hvordan man stabiliserer den oprindelige enstatit, så den ikke omdannes til enstatit eller clinopyroxen under afkøling, placering og brug.