Zum Modifikationswechsel von SiO₂ in Gegenwart von Alkali‐Fluoriden und ‐Silicaten

Abstract

Die Einwirkung von NaF und Na2SiF6 auf SiO2 und Natriumsilicate wurde untersucht. Das zugleich entstehende SiF4 beeinflußt den Reaktionsablauf, wie ein Vergleich der Versuche im offenen und geschlossenen System zeigt. Bei geringem SiF4‐Druck führen Umsetzungen von NaF oder Na2SiF6 mit einigen SiO2‐Modifikationen zu Natriumsilicaten, bei merklichen Drucken von SiF4 zu Cristobalit, Tridymit und auch zu T‐Quarz. Viele Natriumsilicate gehen mit NaF vorzugsweise in Na2SiO3 über. Na6Si8O19 entstand aus Na2SiO3, war aber nur mit Na2SiF6 statt NaF zu erhalten; dabei trat auch T‐Quarz auf. Die an das Vorhandensein gewisser Fremdionen gebundene Bildung von Tridymit ließ sich bei hoher Temperatur (1150°C) erreichen, wenn HF zusammen mit einem der Alkalifluoride (A = Na, K, Rb, Cs) zugegeben wurde. Die Menge des Zusatzes war entscheidend für die Größe der über eine chemische Transportreaktion entstehenden Tridymitkristalle. Die im eingesetzten T‐Quarz (Furka) enthaltenen Verunreinigungen reichen für die Bildung von Tridymit nicht aus.

Thermodynamic optimization of the (Na2O+SiO2+NaF+SiF4) reciprocal system using the Modified Quasichemical Model in the Quadruplet Approximation

“…In a closed system, the authors reported no reactions between NaF and SiO 2 . Based on Krug et al [137] results, it appears reasonable to assume that the thermal arrests measured by Sedykh et al in a ''crucible electric furnace'' (which is likely an open system) do not correspond to invariant reactions in the (NaF + SiO 2 ) section, but rather within the (NaF + SiO 2 + Na 2 Si 2 O 5 ) system. Moreover, based on the present assessment, the calculated partial pressure of SiF 4 at the composition of the reported thermogravimetric data (which was supposed to be in mole fraction for the calculation) is 0.3 Pa at 1000 K, 2568.7 Pa at 1200 K and 14771.2 Pa at 1400 K. This shows the tendency of SiF 4 to evaporate, resulting in a shift of the composition of the sample.…”

“…Using high-temperature X-ray analysis, Sedykh et al [136] determined that the first thermal arrest corresponds to a transition from amorphous silica to low-cristobalite, and the second one to a transition to low-quartz. However, Krug et al [137] have shown that, depending on the crystalline form of SiO 2 and the possibility for SiF 4 to escape or not the system, NaF can react partially with SiO 2 to form sodium silicates. Krug et al In an open system, fine crystalline SiO 2 powder reacts with NaF to form Na 2 Si 2 O 5 and Na 2 SiO 3 , but no reaction was observed by Krug et al with amorphous SiO 2 or low-quartz, whereas Na 2 Si 2 O 5 was observed when cristobalite was used.…”