CAJ | 학술논문

在常温到1250 ℃温度范围对吉林长白山硅藻土和非晶态SiO2进行热处理,并对热处理后的样品进行红外光谱和X射线衍射测试,结果表明长白山硅藻土在1100 ℃开始转变成方英石,非晶态SiO2在1200 ℃开始形成方英石,它们的转变温度均处于鳞石英的热力学稳定区.方英石这种热力学亚稳态形成机制与硅藻土和非晶态SiO2的中程有序结构与方英石结构类似有关,这种结构相似性有利于降低了方英石成核所需的活化能从而有利于方英石成核作用的发生,因而在硅藻土(非晶态SiO2)→方英石→鳞石英的系列转变反应中,硅藻土→方英石的反应占主导,而在相应的温度条件下,方英石→鳞石英的相变几乎是被禁止的.长白山硅藻土与非晶态SiO2转变成方英石存在大约100 ℃的温度差异,主要与硅藻土独特的结构缺陷及Na、Al等杂质元素存在有关.高温下Si-OH基团的脱水反应使硅藻土结构中以OH-形式存在的非桥氧变成桥氧,原来的结构缺陷消失,有利于降低方英石的形成温度;而Na、K、Ca、Fe等杂质元素与SiO2形成多组份体系,导致SiO2结晶温度降低,它们强的扩散特性,还有利于提高孤立Si-OH基团的脱失速率和缺陷迁移速率,并增加方英石的稳定性.
재상온도1250 ℃온도범위대길림장백산규조토화비정태SiO2진행열처리,병대열처리후적양품진행홍외광보화X사선연사측시,결과표명장백산규조토재1100 ℃개시전변성방영석,비정태SiO2재1200 ℃개시형성방영석,타문적전변온도균처우린석영적열역학은정구.방영석저충열역학아은태형성궤제여규조토화비정태SiO2적중정유서결구여방영석결구유사유관,저충결구상사성유리우강저료방영석성핵소수적활화능종이유리우방영석성핵작용적발생,인이재규조토(비정태SiO2)→방영석→린석영적계렬전변반응중,규조토→방영석적반응점주도,이재상응적온도조건하,방영석→린석영적상변궤호시피금지적.장백산규조토여비정태SiO2전변성방영석존재대약100 ℃적온도차이,주요여규조토독특적결구결함급Na、Al등잡질원소존재유관.고온하Si-OH기단적탈수반응사규조토결구중이OH-형식존재적비교양변성교양,원래적결구결함소실,유리우강저방영석적형성온도;이Na、K、Ca、Fe등잡질원소여SiO2형성다조빈체계,도치SiO2결정온도강저,타문강적확산특성,환유리우제고고립Si-OH기단적탈실속솔화결함천이속솔,병증가방영석적은정성.