МУЛЛИТ И ЕГО ИЗОМОРФНЫЕ ЗАМЕЩЕНИЯ ОБЗОР
Ключевые слова:
муллит, синтез, структура, габитус, вискерсы, изоморфные замещения.
Аннотация
Рассмотрена фазовая диаграмма системы SiO2-Al2O3. Представлен обзор методов синтеза муллита, в т. ч., обжигом природных алюмосиликатов, из расплава методом Чохральского, методом Вернейля из геля, и твердофазным методом из шихты стехиометрического состава. По литературным данным установлено, что параметры ромбической решетки и габитус кристаллов муллита напрямую зависят от величины соотношения алюминия и кремния в исходной шихте, содержания примесей, способа термической обработки и формы введения в шихту исходных компонентов. На размер кристаллов муллита влияет наличие фторида алюминия в шихте, что при определенных соотношениях позволяет получать конечный продукт в виде вискерсов. Рассмотрено воздействие минерализаторов на выход муллита: фториды щелочных металлов его уменьшают, а сульфаты и хлориды увеличивают, а также влияют на вязкость и структуру расплава. С этой целью рассмотрены различные добавки и их влияние на характер синтеза, структуру и свойства. Выявлены структурные особенности кристаллической решетки муллита, влияющие на изоморфные замещения. Рассмотрена возможность получения изоморфно замещенных разновидностей муллитов. В работе приведены оптические характеристики изоморфно замещенных муллитов, содержащих d-элементы.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Grosheva V. M., Karpinos D. M., Panasevich I. M. Synthetic Mullite and Materials Based on It. Kiev, Tekhnika Publ, 1971, 56 p. (in Russ.)
2. Aksay I. A., Dabbs D. M., Sarikaya M. J. Amer. Ceram. Soc., 1991, vol. 74, pp. 2345-2357. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1991.tb06768.x
3. Yarotskaya E. G., Polyanskiy E. V., Yarotskiy V. G., Golenko V. P. In: Synthesis of Minerals. Alexandrov: VNIISIMS Publ., 2000, vol. 2, pp. 142-178. (in Russ.)
4. Scneider H., Komarneri S. Mullite. Weinheim: WILEY-VCH, 2005, 487 p.
5. Scneider H., Fischer R.X., Screuer J. J. Amer. Ceram. Soc., 2015, vol. 98, pp. 2948-2967. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.13817
6. Matveeva F. A. In: Physico-Chemical Study of Aluminosilicate and Zirconium-Containing Systems and Minerals. Novosibirsk Publ., 1972, pp. 48-57. (in Russ.)
7. Durovich S., Feidi P. Silicat., 1976, vol. 20, pp. 97-112.
8. Cameron W. E. Amer. Mineralogist, 1977, vol. 62, pp. 747-755.
9. Aksay I. A., Dabbs D. M., Sarikaya M. J. Amer. Ceram. Soc., 1991, vol. 74, no. 10, pp. 2343-2357. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1991.tb06768.x
10. Padlewski S., Heine V., Price G. D. J. Phys.: Condens. Matter, 1993, vol. 5, pp. 3417-3430. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/5/21/004
11. Andreev V. A. Fluoroammonium Technology of Mullite Production from Topaz Concentrate. Thesis Ph.D., Tomsk, 2007, 22 p. (in Russ.)
12. Mailliart O., Chaumat V., Hodaj F. J. Mater.Sci., vol. 45, 2010, pp. 2126-2132. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-009-3950-5
13. Grohol D., Han C., Pyzik A., et al. J. Amer. Ceram. Soc., 2010, vol. 93, pp. 3600-3603. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04129.x
14. Hoo C. M., Men D., Taherabadi L. and Mecartneyw M. L. J. Amer. Ceram. Soc., 2011, vol. 94, pp. 2171-2180. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04348.x
15. Bodhak S., Bose S. and Bandyopadhyayw A. J. Mater. Sci., 2011, vol. 94, pp. 32-41. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04062.x
16. Popa C., Okayasu Y., Katsumata K., et al. J. Mater. Sci., 2011, vol. 48, no. 2, pp. 941-947. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-012-6819-y
17. Lambotte G., Chartrand P. J. Amer. Ceram. Soc., 2011, vol. 94, pp. 4000-4008. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2011.04656.x
18. Kalita P., Scneider H., Lipinska K., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2013, vol. 96, no. 5, pp. 1635-1642. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12191
19. Ingemarsson L., Hellstrom K., Canovic S., et. al. J. Mater. Sci., 2013, vol. 48, pp. 1511–1523. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-012-6906-0
20. Chen M., Zhao B. J. Amer. Ceram. Soc., 2013, vol. 96, pp. 3631-3636. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12573
21. Belyakov A. V., Popova N. A., Grinberg E.E., Strelўnikova I. E., Amelina A. E., Levin Yu. I. Perspektivnye Materialy, 2014, no. 12, pp. 66-73. (in Russ.)
22. Yu P.-C., Tsan Y.-W., Yen F.-S., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 2431-2438. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12989
23. Malki M., Hoo C. M., Mecartney M. L., Schneider H. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 1923-1930. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12867
24. Kalita P., Cornelius A., Lipinska K., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 2980-2989. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.13027
25. Mandic V., Tkal E., Kurajica S. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 2264-2271. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12887
26. Vakalova T. V., Khabas T. A., Pogrebenkov V. M., Birukova A. A. Mezhdunarodnyi Journal prikladnyh I fundamental’nyh issledovanii [International Journal of Applied and Basic Research], 2015, no. 5, pp. 379-384. (in Russ.)
27. Strelnikova S. S., Andrianov N. T., Anokhin A. S. Trudy Kol’skogo nauchnogo centra RAN [Works of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2015, pp. 479-482. (in Russ.)
28. Richards B., Begley M. R., Wadley H. N. G. J. Amer. Ceram. Soc., 2015, vol. 98, pp. 4066-4075. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.13792
29. Chen Z., Gu Y., Kornev K., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2016, vol. 99, pp. 1504-1511. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14148
30. Zeng D.-J., Zhang Y.-M, Yang J.-F., Wang B., Matsushita J. J. Amer. Ceram. Soc., 2016, vol. 99, pp. 2226-2228. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14309
31. Kocjan A., Ce M., Vengust D., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2016, vol. 99, pp. 3090-3096. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14302
32. Pimkov Yu. V. Synthesis of Mullite From Activated Precursors and Composite Materials Based on It. Thesis Ph.D., 2016, Ivanovo Publ., 16 p. (in Russi.)
33. Kitaoka S., Matsudaira1 T., Yokoe D., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2017, vol. 100, pp. 3217-3226. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14834
34. Igami Y., Ohi S., Miyake A. J. Amer. Ceram. Soc., 2017, vol. 100, pp. 4928-4937. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15020
35. Murshed M. M., Sehovi M., Fischer M., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2017, vol. 100, pp. 5259-5273. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15028
36. Romero A. R., Elsayed H., Bernardo E. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 101, pp. 1036-1041. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15327
37. Krenzel T., Schreuer J., Laubner D., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15925
38. Song X., Ma Y., Wang J., et. al. J. Mater. Sci., 2018, pp. 14871–14883. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-018-2667-8
39. Almeida R., Bergmuller E., Luhrs H. et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 100, pp. 4101-4109. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14922
40. Dong X., Liu J., Li X., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 100, pp. 3425-3433. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14917
41. Zang W., Jia T., Dong X., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 101, pp. 3138-3147. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15441
42. Penkalia T. Essays on Crystal Chemistry. Leningrad, Khimiya Publ., 1974, 496 с. (in Russ.)
43. Fedorov P. P. Russ. J. Phys. Chem., 1999, vol. 73, no. 9, pp. 1387-1392. (in Russ.)
44. Fedorov P. P. Russ. J. Inorg. Chem., 2012. vol. 57, no. 7, pp. 959-969. DOI: https://doi.org/10.1134/S003602361207011X
45. Yarotskaya E. G., Fedorov P. P. Condensed Matter and Interphases, 2018, vol. 20, no. 3 pp. 348-353. DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2018.20/571 (in Russ.)
2. Aksay I. A., Dabbs D. M., Sarikaya M. J. Amer. Ceram. Soc., 1991, vol. 74, pp. 2345-2357. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1991.tb06768.x
3. Yarotskaya E. G., Polyanskiy E. V., Yarotskiy V. G., Golenko V. P. In: Synthesis of Minerals. Alexandrov: VNIISIMS Publ., 2000, vol. 2, pp. 142-178. (in Russ.)
4. Scneider H., Komarneri S. Mullite. Weinheim: WILEY-VCH, 2005, 487 p.
5. Scneider H., Fischer R.X., Screuer J. J. Amer. Ceram. Soc., 2015, vol. 98, pp. 2948-2967. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.13817
6. Matveeva F. A. In: Physico-Chemical Study of Aluminosilicate and Zirconium-Containing Systems and Minerals. Novosibirsk Publ., 1972, pp. 48-57. (in Russ.)
7. Durovich S., Feidi P. Silicat., 1976, vol. 20, pp. 97-112.
8. Cameron W. E. Amer. Mineralogist, 1977, vol. 62, pp. 747-755.
9. Aksay I. A., Dabbs D. M., Sarikaya M. J. Amer. Ceram. Soc., 1991, vol. 74, no. 10, pp. 2343-2357. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1991.tb06768.x
10. Padlewski S., Heine V., Price G. D. J. Phys.: Condens. Matter, 1993, vol. 5, pp. 3417-3430. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/5/21/004
11. Andreev V. A. Fluoroammonium Technology of Mullite Production from Topaz Concentrate. Thesis Ph.D., Tomsk, 2007, 22 p. (in Russ.)
12. Mailliart O., Chaumat V., Hodaj F. J. Mater.Sci., vol. 45, 2010, pp. 2126-2132. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-009-3950-5
13. Grohol D., Han C., Pyzik A., et al. J. Amer. Ceram. Soc., 2010, vol. 93, pp. 3600-3603. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04129.x
14. Hoo C. M., Men D., Taherabadi L. and Mecartneyw M. L. J. Amer. Ceram. Soc., 2011, vol. 94, pp. 2171-2180. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04348.x
15. Bodhak S., Bose S. and Bandyopadhyayw A. J. Mater. Sci., 2011, vol. 94, pp. 32-41. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04062.x
16. Popa C., Okayasu Y., Katsumata K., et al. J. Mater. Sci., 2011, vol. 48, no. 2, pp. 941-947. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-012-6819-y
17. Lambotte G., Chartrand P. J. Amer. Ceram. Soc., 2011, vol. 94, pp. 4000-4008. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2011.04656.x
18. Kalita P., Scneider H., Lipinska K., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2013, vol. 96, no. 5, pp. 1635-1642. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12191
19. Ingemarsson L., Hellstrom K., Canovic S., et. al. J. Mater. Sci., 2013, vol. 48, pp. 1511–1523. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-012-6906-0
20. Chen M., Zhao B. J. Amer. Ceram. Soc., 2013, vol. 96, pp. 3631-3636. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12573
21. Belyakov A. V., Popova N. A., Grinberg E.E., Strelўnikova I. E., Amelina A. E., Levin Yu. I. Perspektivnye Materialy, 2014, no. 12, pp. 66-73. (in Russ.)
22. Yu P.-C., Tsan Y.-W., Yen F.-S., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 2431-2438. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12989
23. Malki M., Hoo C. M., Mecartney M. L., Schneider H. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 1923-1930. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12867
24. Kalita P., Cornelius A., Lipinska K., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 2980-2989. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.13027
25. Mandic V., Tkal E., Kurajica S. J. Amer. Ceram. Soc., 2014, vol. 97, pp. 2264-2271. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12887
26. Vakalova T. V., Khabas T. A., Pogrebenkov V. M., Birukova A. A. Mezhdunarodnyi Journal prikladnyh I fundamental’nyh issledovanii [International Journal of Applied and Basic Research], 2015, no. 5, pp. 379-384. (in Russ.)
27. Strelnikova S. S., Andrianov N. T., Anokhin A. S. Trudy Kol’skogo nauchnogo centra RAN [Works of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2015, pp. 479-482. (in Russ.)
28. Richards B., Begley M. R., Wadley H. N. G. J. Amer. Ceram. Soc., 2015, vol. 98, pp. 4066-4075. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.13792
29. Chen Z., Gu Y., Kornev K., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2016, vol. 99, pp. 1504-1511. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14148
30. Zeng D.-J., Zhang Y.-M, Yang J.-F., Wang B., Matsushita J. J. Amer. Ceram. Soc., 2016, vol. 99, pp. 2226-2228. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14309
31. Kocjan A., Ce M., Vengust D., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2016, vol. 99, pp. 3090-3096. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14302
32. Pimkov Yu. V. Synthesis of Mullite From Activated Precursors and Composite Materials Based on It. Thesis Ph.D., 2016, Ivanovo Publ., 16 p. (in Russi.)
33. Kitaoka S., Matsudaira1 T., Yokoe D., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2017, vol. 100, pp. 3217-3226. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14834
34. Igami Y., Ohi S., Miyake A. J. Amer. Ceram. Soc., 2017, vol. 100, pp. 4928-4937. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15020
35. Murshed M. M., Sehovi M., Fischer M., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2017, vol. 100, pp. 5259-5273. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15028
36. Romero A. R., Elsayed H., Bernardo E. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 101, pp. 1036-1041. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15327
37. Krenzel T., Schreuer J., Laubner D., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15925
38. Song X., Ma Y., Wang J., et. al. J. Mater. Sci., 2018, pp. 14871–14883. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-018-2667-8
39. Almeida R., Bergmuller E., Luhrs H. et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 100, pp. 4101-4109. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14922
40. Dong X., Liu J., Li X., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 100, pp. 3425-3433. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.14917
41. Zang W., Jia T., Dong X., et. al. J. Amer. Ceram. Soc., 2018, vol. 101, pp. 3138-3147. DOI: https://doi.org/10.1111/jace.15441
42. Penkalia T. Essays on Crystal Chemistry. Leningrad, Khimiya Publ., 1974, 496 с. (in Russ.)
43. Fedorov P. P. Russ. J. Phys. Chem., 1999, vol. 73, no. 9, pp. 1387-1392. (in Russ.)
44. Fedorov P. P. Russ. J. Inorg. Chem., 2012. vol. 57, no. 7, pp. 959-969. DOI: https://doi.org/10.1134/S003602361207011X
45. Yarotskaya E. G., Fedorov P. P. Condensed Matter and Interphases, 2018, vol. 20, no. 3 pp. 348-353. DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2018.20/571 (in Russ.)
