Studie über die Alterung von Talk-Keramik - Umwandlung zwischen Magnesium-Metasilikat-Kristallen

Die Umwandlung zwischen den Kristallformen von Magnesiummetasilikat ist Gegenstand umfangreicher Forschungsarbeiten. Gegenwärtig kann jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass es ein vollständig einheitliches und eindeutiges Verständnis dieses Themas gibt. Die von J.F. Sarver et al. 1962 erzielten Ergebnisse können jedoch als MgSiO₃ bei Temperaturen unter 1400 ℃ grundlegende Informationen über die Gesetze der Kristallumwandlung. Saville et al. lieferten MgSiO₃ Das T-P-Phasendiagramm zeigt, dass die wichtigste kristalline Phase, die sich während des Brennens von Talk-Keramik bildet, ursprünglicher Enstatit ist, der auf 1042 ℃ abgekühlt wird (gemessen mit der Abschreckmethode). Das Ergebnis der Hochtemperatur-Röntgenbeugung liegt bei 1035 ℃, und zwischen 865 ℃ besteht eine Tendenz zur Umwandlung in Enstatit, und unter 865 ℃ besteht eine Tendenz zur Umwandlung in metastabiles kristallines Klinopyroxen. Unterhalb von 865 ℃ kann metastabiles kristallines Klinopyroxen lange Zeit existieren und wird nicht in thermodynamisch stabiles Klinopyroxen umgewandelt. Die Alterung oder Pulverisierung von Talk-Keramik wird durch die Umwandlung der kristallinen Hochtemperaturphase primären Enstatits in Enstatit oder Klinopyroxen während der Abkühlung, der Lagerung und der Verwendung verursacht.

Anhand der aus den Gitterparametern berechneten theoretischen Dichte lässt sich erkennen, dass die Umwandlung von primärem Enstatit in Klinopyroxen bei Raumtemperatur mit einer Volumenänderung von etwa 2,8% einhergeht, und die Volumenänderung bei der Umwandlung von primärem Enstatit in Enstatit ist sogar noch größer. Analysiert man die Volumenänderung anhand von Gitterparametern, so ist sie das Gesamtergebnis der Verkürzung der c-Achse und der Verlängerung der b-Achse des Kristalls, so dass die Auswirkungen der Kornlängenänderung während des Umwandlungsprozesses zwangsläufig stärker ins Gewicht fallen als der Wert der Volumenänderung. Die große Dehnung, die den Umwandlungsprozess begleitet, erzeugt unweigerlich große Spannungen, und die Wirkung dieser Phasenwechselspannung ist der direktere Grund für die Alterung oder Pulverisierung von Talkum-Porzellan. Ursprünglicher Enstatit ist die wichtigste kristalline Phase von Talkum-Porzellan, und die hervorragende Leistung von Talkum-Keramik hängt direkt mit dem ursprünglichen Enstatit zusammen. Die Lösung des Problems der Alterung oder Pulverisierung von Talkum wird somit zu dem Problem, wie der ursprüngliche Enstatit stabilisiert werden kann, so dass er sich während der Abkühlung, der Lagerung und der Verwendung nicht in Enstatit oder Klinopyroxen umwandelt.