Strukturveranderungen von Tonmineralien unter verschiedenen thermodynarnischen Bedingungen (111)Transformative Umwandlungen von Mineralen der Kaolinit-Gruppo unter erhohteni Drnck bei Anweaeriheit von mineralisiereriden Losungen l ) I n the earlier papers 11, Frank-Kamenctzkij o t al., 1966, 1968) data regarding the structural and facial changes in kaolin group minorals under conditions of interaction wit'h hydrothermal chloride solutions of K, Na, Ca, Mg a t P H ,~ = 900 kg ern-,, T = 200-500 "C were dis-cussed. I n the prescnt paper the results of these investigations are summed up.The diffractomotrical, olectronographic arid electron microscopic investigations of initial, intermodial and final phasis mainly of layered silicate and alnminous silicates show a cristallographic inheritance of structures during the transformation of kaolinite int,o montmorillonite, micas and mixed layored facies (rectorit, tosudit etc.) This is seen in tho retention of the main features in the basal pla,ne, in the character of population of the octahedral positions, in the tendency t o retain the sequence of alternation and imposition of layers (polytype), and in the processes of doformation that the structures of the init'ial minerals undergo during such changes. The wide participation of ordered and disordered mixed-layered structures in these reactions is tho result of structural changes by trarisformatical means. At the same time, tho chemical nature of the medium exerts considorable influence on the course and nature of the resulting structures. Thus, the mechanism of transformational thormal changes of aluminium silicates, which is already known for "dry-systems", is observed t o a great extent in the case of complex polycomponcntal systems under H,O pressure and is characterised by the specific individual features discussed in this paper.
Angaben über die hydrothermale Bearbeitung von Kaolinit (pH2O = 900 kg cm−2, T = 200–500 °C) in Gegenwart der Chloride von K, Na, Ca, Mg. Die röntgenographische Analyse der erhaltenen Produkte ergab die Bildung von Phasengemischen, die mit denen in der Natur beobachteten übereinstimmen. Zusätze von K‐ und Na‐Chlorid führen zur Umbildung der kaolinitischen Struktur in die des Glimmers über dazwischenliegende ungeordnete Mischphasen von Glimmer‐Montmorillonit. Zusätze von Ca‐ und Mg‐Chlorid bewirken die Umbildung von Kaolinit über montmorillonitische Zwischenphasen in die beständigen Gemische: Montmorillonit – Glimmer(Ca) und Montmorillonit–Chlorit(Mg). Der tatsächliche Ablauf der Umbildung der Schichtsilikate erfolgt im festem Zustand und besitzt Umwandlungscharakter. Man kann annehmen, daß die Tendenz zur Umwandlungsumbildungscharakter. Man kann annehmen, daß die Tendenz zur Umwandlungsumbildung bevorzugt auftritt und sich im Verlaufe natürlicher epigenetischer und hydrothermaler Prozesse die Schichtsilikate verändern.
The Role of Alm and Aln in Transformation and Synthesis of Layer Silicates Dedicated to Prof. H. Neels on his 60th birthdayThe regularities of transformations of layer silicates under hydrothermal conditiom have been examined. For solid phases reactions (transformation of Al-Si layer silicates, reactions in Al-Si gels) the main factors that control the formation of alumosilicates besides P-T-pH are the presence of admixtures of alkali and alkaliearth cations, likewise the presence of A l I V in the starting materials. The increasing of T and decreasing of P also promotes the preferred formation of layer alumosilicates than silicates of Al. For the reactions that pass through the dissolution of components the leading factor (under P-T-X = const) is the p H of the surrounding. In acid surrounding silicates with A l V I are formed and in alkaline conditions such phases, in which Al is an analog of silicon and supplies the tetrahedral positions.The results have significance for comprehend geological processes which take place in zones of hydrothermal alterations, of epigenesis and low-grade metamorphism likewise for comparison of experimental studies. P e a y n b~a~b~ HMeI0-r a~a s e~~e ~J I R n o x i H M a m R r e o n o r m e c H s i x nposeccoa n p o T e K a I o m u x B 3 0~a x r H E p o T e p M a n b H o t 4 n e p e p a 6 0 T K H , 311~re~eaa H H a g a J I b H b I x CTWHB MeTa-MOP@U3 Ma, a T a K m e HJIS CpaBHUMOCTH 3KCIIepHMeHTaJIbHblX pabor .
Experimentell wurde eine Strukturänderung der Tonminerale Kaolinit, Halloysit und Montmorillonit in Abhängigkeit von der Art des Druckes bei verschiedenen Temperaturen festgestellt. Bei gut geordnetem Kaolinit bemerkt man unter dem Einfluß eines Stresses (100–2300 kg/cm2) eine Vergrößerung der Gitterstörungen, die sich in einer Verschiebung der Schichtpakete längs der c‐Achse, wahrscheinlich um c/3 äußert. Ein kleiner hydrostatischer Wasserdampfdruck (100–500 kg/cm2) bei einer Temperatur von 100–300 °C verbessert vorübergehend den Kristallinitätsgrad von Proben ungeordneten Kaolinits. Der Einfluß eines quasihydrostatischen Drucks (1150–17000 kg/cm2) auf die Struktur von Tonmineralen ist typisch für Bedingungen der oberen Horizonte der Erdkruste, die hauptsächlich durch das Vorhandensein einer Streßkomponente bestimmt werden. Der Einfluß äußert sich in der Erhöhung des Störungsgrades der Schichtstrukturen und hängt mit ihren kristallchemischen Besonderheiten zusammen. So verwandelt sich ein gut geordneter Kaolinit in einen nach der c‐Achse ungeordneten, ähnlich wie man das bei Einwirkung eines eigentlichen Streßdruckes beobachten konnte. Die Änderung der ungeordneten in a c quellfähigen Minerale Montmorillonit und Halloysit durch Druck und Temperatur äußert sich hauptsächlich in einer Neuverteilung der zwischen den Schichtpaketen liegenden Substanz, insbesonders des H2O. Die angeführten experimentellen Daten stimmen gut mit der Existenz von gestörten Tonmineralen in der Natur überein. Diese Daten sind verwendbar bei der Interpretation des Verhaltens der Strukturen von Tonmineralen sedimentärer Bildung unter den Bedingungen der Epigenese und der anfänglichen Metamorphose.
Hochtemperaturdiffraktomctrie von Pulvermaterinlien auf ZrOY-BnsisEs wird eine Methode zur Hochtemperaturdiffraktometrie (bis 1300 "C) monokliner Pulvermaterialien auf Zr0,-Basis beschrieben. Beispiele werden angefuhrt. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Genauigkeit der Indizierung der Debye-Seherrer-Aufnahmen und der Abschiitzung der Fehler bei der Bestimmung der Parameter nach einer vereinfachten Methode. Die Bedingungen fur die Hochtemperaturdiffraktometrie tetragonaler und kubischer Materialien auf ZrO,-Btlsis werden erortert. OIIHCaHa MeTOZMKa M IlpHBeZeHbl IIpHMepbI BMCOItOTeMnepaTyp~IO~ (ZO 1300 c) nH@paKTOMeTp$M MOHOKnHHHbIX IIOpOlrrKOBbIX MaTepManOB H a OCHOBe ZrO,. OCO6Oe BlIHMaHHe yr[eneHO BOnpOCaM HanemHOCTM UIIZHUMPOBaHMR ne6aerpaMMbI, Bbl6Opa HHII IlapaMeTpOB YnPOUI&HHbIM MBTOXOM. KOPOTKO PaCCMOTpeHM yCn0BMR BbICO-KOTeMIIepaTypHO~ nMQpaKTOMeTpMFi TeTparOHaJlbHbIX M Ky6MseCKMX MaTepManOB Ha OCHOBe ZrO,. ~M H M~ A~I I onpeAeneHm napaMeTpoB HseZtKs A O U~H K M norpemsocTei4 onpenene-1. Vorbemerkungen Das schwer schmelzbare, chemisch inerte und feste Zirkondioxid hat bis heute nicht den ihm gebuhrenden Platz unter den hochtemperaturbestandigen keramischen Materialien eingenommen, da die enantiomorphe Umwandlung der monoklinen Modifikation des ZrO, in die tetragonale (bei 1100-1200 "C) mit einer Volumenverringerung verbunden ist, die nach den Daten von DAVTJAN, GLU~KOVA und KELER fur reines ZrO, 8-9% betriigt und 3,5% fur technisches ZrO, nach FILLLTOV, FRANK-KAMENETZKIJ und ZURAVINA. Wenn in einem breiten Temperaturintervall eine der beiden Phasendie tetragonale oder die kubische durch verschiedene Beimengungen stabilisiert wird (LEFEVZE u. a.), lassen sich bei Verwendung des ZrO, als feuerfestes Material einige Erfolge erzielen. Alle stabilisierten Phasen werden jedoch beim Erhitzen in gewissem Grade instabil, d. h. sie befinden sich nicht im Gleichgewicht ; damit stimmt uberein, daB diese Phasen in der Natur nicht vorkommen (s. SpravoEnik ,,Mineraly").Fur ein eingehenderes Studium der Hochtemperatureigenschaften des ZrO, einschlieBlich der Kontrolle des Phasenbestandes der Materialien, der Bestimmung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten jeder Phase, der Aufkliirung der Rolle und strukturellen Position isomorpher Beimengungen usw. ist die Methode der Hochtemperaturdiffraktometrie besonders geeignet. WLhrend die Untersuchung tefragonaler und kubischer Pulvermaterialien keine prinzipiellen Schwierigkeiten bereitet, ist die Erforschung monokliner Substamen und solcher Mischungen, in denen monokline Phasen zugegen sind,
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