Tutkimus talkkikeramiikan vanhenemisesta - Magnesiummetasilikaattikiteiden välinen muuntuminen

Magnesiummetasilikaatin kidemuotojen välistä muuntumista on tutkittu laajasti. Tällä hetkellä ei kuitenkaan voida katsoa, että asiasta olisi täysin yhtenäinen ja lopullinen käsitys. J.F. Sarverin ym. vuonna 1962 saamia tuloksia voidaan kuitenkin käyttää MgSiO3 alle 1400 ℃:n lämpötiloissa perustietoa kiteiden muuttumisen laeista. Saville et al. toimittivat MgSiO3 T-P-faasidiagrammi osoittaa, että talkkikeramiikan polton aikana muodostuva pääasiallinen kiteinen faasi on alkuperäinen enstatiitti, joka on jäähtynyt 1042 ℃:iin (mitattuna sammutusmenetelmällä). Korkean lämpötilan röntgendiffraktiomenetelmällä saatu tulos on 1035 ℃, ja on olemassa taipumus muuttua enstatiitiksi välillä 865 ℃, ja alle 865 ℃ on taipumus muuttua metastabiiliksi kiteiseksi klinopyrokseeniksi. Alle 865 ℃ metastabiili kiteinen klinopyrokseeni voi säilyä pitkään, eikä se muutu termodynaamisesti stabiiliksi klinopyrokseeniksi. Talkkikeramiikan vanheneminen tai pulveroituminen johtuu korkean lämpötilan kiteisen faasin primäärisen enstatiitin muuttumisesta enstatiitiksi tai klinopyrokseeniksi jäähdytyksen, sijoittamisen ja käytön aikana.

Ristikkoparametrien perusteella lasketun teoreettisen tiheyden mukaan voidaan nähdä, että primäärisen enstatiitin muuttuminen klinopyrokseeniksi huoneenlämmössä aiheuttaa noin 2,8%:n tilavuuden muutoksen, ja tilavuuden muutos, kun primäärinen enstatiitti muuttuu enstatiitiksi, on vielä suurempi. Jos tilavuuden muutosta analysoidaan ristikkoparametrien perusteella, koska tilavuuden muutos on kiteen c-akselin lyhenemisen ja b-akselin venymisen kokonaistulos, raepituuden muutoksen vaikutus muuntumisprosessin aikana on väistämättä merkittävämpi kuin tilavuuden muutosarvosta ilmenevä vaikutus. Muuntoprosessiin liittyvä suuri rasitus synnyttää väistämättä suuria jännityksiä, ja tämän faasimuutosjännityksen vaikutus on suorempi syy talkkiposliinin vanhenemiseen tai pulverisoitumiseen. Alkuperäinen enstatiitti on talkkiposliinin tärkein kiteinen faasi, ja talkkikeramiikan erinomainen suorituskyky liittyy suoraan alkuperäiseen enstatiittiin. Näin ollen talkkiposliinin ikääntymis- tai pulveroitumisongelman ratkaiseminen muuttuu ongelmaksi, joka koskee alkuperäisen enstatiitin stabilointia siten, että se ei muutu enstatiitiksi tai klinopyrokseeniksi jäähdytyksen, sijoittamisen ja käytön aikana.

fiFinnish
Selaa alkuun