Поверхностные явления. Поверхностное натяжение жидкостей и кристаллических тел имеет важное значение для кинетики спекания и для процессов взаимодействия шлаков и огнеупорных

Поверхностное натяжение жидкостей и кристаллических тел имеет важное значение для кинетики спекания и для процессов взаимодействия шлаков и огнеупорных материалов. Кинетика роста зерен и текстура твердого тела зависят от диэдрического угла, под которым понимают угол между двумя кристаллическими зернами, находящимися в жидкой фазе (рис. 20.2). При не­больших диэдрических углах контакт между зернами недостаточен и большое количество жидкой фазы попадает в пустоты между зернами.

Было установлено, что при малых диэдрических углах скорость роста зерен увеличивается, и в результате обра­зуются зерна больших размеров. Кинетика роста зерен зависит также от их начальных размеров. Спекание образцов, состоя­щих из мелких зерен, идет более быстро, чем в случае образцов с крупными зернами. На практике при необходимости получе­ния плотного материала требуется прежде всего тщательно размельчить исходную шихту, увеличив тем самым поверхность кон­такта между частицами. Зависимость скорости роста зерен от температуры выражается следующим уравнением:

где D – диаметр зерна, k – константа скорости роста. Величина диэдрического угла влияет не только на скорость роста зерен, но и на жаропрочность огнеупоров и степень воздействия на них шлаков. Для обеспечения хорошего контакта между твердыми частицами в керамике необходимо, чтобы диэдрические углы были большими (рис. 20.2, б). Если диэдрический угол мал или равен нулю, жидкий шлак легко проникает внутрь огнеупорного материала, затекая в пустоты между зернами. Это приводит к вымыванию кристаллов и разрушению твердого тела.