Фазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах при 800oC и 1 кб

Глава 2. Техника и методика.

Опыты проведены при температуре 800^oС и давлении 1000 бар на установке высокого давления с внешним нагревом и холодным затвором в ИЭМ РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова. Температуру на всех установках измеряли с помощью хромель-алюмелевых термопар. Точность регулировки температуры 5^o, давления 50 бар, в некоторых случаях 10 бар. Летучесть кислорода в экспериментах соответствовала кислородному буферу Ni-NiO. Следует отметить, что для исследуемой системы значение фугитивности кислорода не играет значительной роли, ввиду отсутствия элементов с переменными значениями степеней окисления.

Опыты вводили в режим по температуре как "сверху" так и "снизу", вывод из режима производился закалкой реакторов в воздушно-водной или воздушной среде. При закалке реактор остывает от 800 до 500^oС за 1-2 мин, до 200-100 градусов за 10-15 мин.

Все опыты проводили в герметично заваренных платиновых ампулах. Содержание воды в опытах составляло 4-7вес.%. Флюидная составляющая после опытов не изучалась. Средняя продолжительность экспериментов 3 дня. Как показано специальными опытами, этого времени хватало для наступления равновесия.

Было приготовлено около 70 исходных составов. Для приготовления шихты использовали гели NaAlSi₃O₈, SiO₂ и реактивы NaAlO₂, AlF₃, NaF, Na₂SiF₆, Na₃AlF₆, в ряде случаев природный альбит и криолит. Гели и соли взвешивали на аналитических весах в соотношениях, необходимых для получения заданного состава системы. Навески переплавляли в сосуде с внутренним нагревом при Т=1000^oС и р=2 кбар, вновь перетирали и уже после этого использовали в опытах. Часть опытов проводили с тщательно перетертыми механическими смесями.

Анализ элементов производился на энергодисперсионной приставке LINK к электронному микроскопу CAMSCAN 4DV (МГУ), TESCAN Vega TF5130 MM (ИЭМ РАН).

Нижний предел обнаружения фтора составляет около 0,5% (TESCAN Vega TF5130 MM). Обычно, если позволял размер фазы, проводили анализ путем сканирования по площади среза анализируемой фазы. Площадка составляла от нескольких до десятков (сотен) мкм² в зависимости от размера анализируемой фазы и поставленной задачи. Рентгенофазовый анализ образцов проводили на установке типа ДРОН (ИЭМ РАН).

При изучении продуктов опытов вставал вопрос, какие из фаз реально образовались и существовали во время поддержания режима эксперимента, а какие образовались при закалке. В процессе экспериментальной работы использовали следующие критерии, позволяющие различать равновесные и неравновесные (закалочные) фазы: воспроизводимость равновесных продуктов при повторном проведении опытов; применимость правила фаз; выполнение правила коннод, когда при постоянных внешних условиях образование химически эквивалентных друг другу ассоциаций фаз запрещено; постоянство состава полученных равновесных фаз в ассоциациях, не имеющих внутренних степеней свободы; нахождение начального состава, заложенного в эксперимент, на конноде, или внутри коннод, соединяющих равновесные продукты; морфологические критерии.