Материалов

68 
Регистрация 
термограмм 
осуществляется 
как 
фоторегистрирующими приборами (пирометр Курнакова 
различных моделей, дериватограф), так и осциллографически 
(установка для высокотемпературного дифференциального 
термического анализа — ВДТА). 
В последние годы разработан принцип цифровой 
регистрации и машинной обработки экспериментальных 
данных, обеспечивающий высокую точность регистрации 
быстропротекающих процессов. Основным достоинством 
цифровых методов является возможность автоматической 
обработки результатов опыта путем прямого ввода их в 
электронную вычислительную машину. 
Одним из путей автоматизации метода термоанализа 
является преобразование сигналов термопар в цифровую форму 
с последующей регистрацией на тот или иной носитель 
информации, например, по схеме: сигнал термопары→цифровой 
измерительный прибор→блок управления→регистратор.
 
3.2.3. Расшифровка термограмм 
В термограммах нагреваемых веществ одна кривая 
фиксирует изменение температуры во времени и при 
повышении температуры, а другая кривая дифференциально-
термического анализа (ДТА) показывает в интервале каких 
температур протекают реакции с выделением и поглощением 
тепла. 
В качестве примера приведена кривые нагревания 
глинистого минерала – каолинита (рис. 3.9). 
Если в веществе в процессе нагревания не происходит 
никаких реакций, связанных с изменением энергии системы, то 
простая температурная кривая (Т) имеет вид прямой, наклонной 
к оси абсцисс. А дифференциальная кривая ДТА имеет прямой 
горизонтальный вид, параллельно к оси абсцисс. Плавный ход 
этой прямой нарушается с началом досушки глинистых 
минералов в интервале 120-180 ºС, что связано с удалением 
физически связанной воды. На этом участка кривая ДТА 
уклоняется вниз, а температурная кривая имеет еле заметное 
отклонение от прямой. 

69 
После 220ºС дифференциальная кривая поднимается 
выше нулевой прямой, что связано с выгоранием органических 
веществ, что связано с выделением тепла и сам процесс 
считается экзотермическим. В пределах 300-400 ºС происходит 
обезвоживание гидроокисдов железа и окисление оксидов 
железа с переходом в FeО во внутренних слоях. 
Начинаяc 440ºС происходит дегидратация каолинита с 
поглощением тепла и дифференциальная кривая стремится вниз. 
Данный эндоэффект имеет максимум при 585 ºС и продолжается 
до 718 ºС. При дегидратации глинистых минералов 
температурная кривая имеет значительное отклонение от 
прямой. 
Анализ кривой ДТА показывает, что после 1000 ºС 
наблюдается кристаллизация нового соединения из продуктов 
аморфизации и распада каолинита. Данная экзотермическая 
реакция дает эффект с максимумом при 1095 ºС. 
Как видно из термограммы, положение термических 
эффектов на термограмме кривой ДТА характеризуется 
температурными границами протекания той или иной реакции. 
При расшифровке результатов часто указывают не начало и 
конец реакции, а интервал температур, в котором она протекает, 
или температуру максимума термического эффекта. 
Следует отметить, что многие термические процессы 
протекают параллельно, т.е. совпадают и в термограмме в одних 
случаях наблюдается наложение, а в другом варианте слабо 
выражается более сильная реакция. Поэтому, при расшифровке 
термограмм четко знать последовательность термических 
процессов, протекающих при нагревании данного вещества. 
Термограмма должна расшифроваться в том виде как 
она записана прибором, поскольку отклонения кривой от 
нулевой линии имеют свою физико-химическую причину и 
являются дополнительной информацией при расшифровке. 
Расшифровка 
термограммы 
неизвестного 
вещества 
производится с помощью уже известных данных по 
температурам 
превращений 
других 
материалов 
из 
справочников. 
Если имеющиеся справочные данные не позволяют 
установить природу термоэффекты, то для идентификации его 

70 
привлекают другие методы анализа – рентгеноскопию, 
спектроскопию, электронную микроскопию и др. 
Рис. 3.9. Термограмма дружсковского каолинита 
В таблице 3.2 приведены термические эффекты 
некоторых минералов. 
Таблица 3.2. 
Минерал
Формула минерала 
Температура 
эффекта
Природа эффекта
Двуокись 
кремния
SiO
2
(+) 115-117 
Превращение 
тридимита α
1
→β
1
(+) 166-163 
α
1
→β
2
(+) 220-280 
Превращение 
кристобалита α→β 
(-) 573 
Превращение 
кварца α→β 
Каолинит
Al
2
O
3
∙2SiO
2
∙pH
2
0 
(-) 550-610 
Дегидратация
(+) 925-1000 
Кристаллизация 
аморфных 

71 
продуктов 
(+) 1200 
Образование 
кристобалита α- 
Al
2
O
3
Монтморилло
нит
Al
2
O
3
∙4SiO
2
∙nH
2
0 
(-) 150-175 
Адсорбционная 
вода 
(-) 500-700 
Дегидратация
(-) 800-900 
То же 
(-) 915-1000 
Кристаллизация 
аморфных 
продуктов 
Иллит
группа гидрослюд 
(-) 120-150 
Адсорбционная 
вода 
(-) 500-600 
Дегидратация
(-)900 
Разрушение 
решетки 
(+) 935 
Кристаллизация 
шпинели, 
периклаза 
Гетит
FeO(OH) 
(-) 300-380 
Дегидратация 
(10% H
2
O) 
Лимонит
Β-Fe
2
O
3
∙H
2
O или β-
FeO(OH) 
(-) 120-140 
Потеря 
гигроскопической 
воды 
(-) 250 
Дегидратация
(-) 300 
(+450) 
Переход γ- 
Fe
2
O
3
→α- Fe
2
O
3
Двуводный 
гипс 
CaSO
4
∙2H
2
O 
(-) 100-120 
Потеря 
адсорбционной 
воды 
(-) 220 
Потеря 0,5H
2
O 
(-) 240 
Потеря 0,5H
2
O 
(-) 380-420 
Инверсия CaSO
4
(-) 1180-1200 
Полимерное 
превращение
Агридрит
CaSO
4
(-1190) 
Полимерное 
превращение 
Мусковит
К
2
О∙3Al
2
O
3
∙6SiO
2
∙2H
2
0 
(-) 125 
Адсорбционной 
воды 
(-) 450-650 
Дегидратация
(-) 850-900 
Разрушение 
решетки 
Гидробиотит 
К
2
О∙6(Mg,Fe)O∙3Al
2
O
3
∙6SiO
2
∙nH
2
0 
(-) 160-180 
Дегидратация
(-) 220-250 
То же 

72 
группа гидрослюд 
(-) 800-1000 
Разрушение 
решетки 
Кальцит
CaСO
3
(-) 860-920 
Диссоциация (44% 
СO
2
) 
Арагонит
CaСO
3
(-) 390-420 
Полимерное 
превращение в 
кальцит 
(-) 860-920 
Диссоциация (44% 
СO
2
) 
Магнезит
MgСO
3
(-) 540-710 
Диссоциация 
(52,2% СO
2
) 
Доломит
СаMg(СO
3
)
2
(-) 730-790 
Распад доломита 
на CaCO
3
и MgCO
3
и диссоциация 
MgCO
3
(23,9 % 
CO
2
) 
Брусит
Mg(OH)
2
(-) 405-450 
Дегидратация 
(31% H
2
O) 
Гидроокись 
кальция 
(портланд) 
Ca(OH)
2
(-) 530-580 
Дегидратация
Гидроаргиллит
(-) 310-315 
Дегидратация
(-) 500-550 
Разложение 
бемита 
(+)
Переход γ- 
Al
2
O
3
→θ- Al
2
O
3
Вюстит
FeO 
(+) 295-300 
Окисление FeO до 
Fe
2
O
3
Биотит
К
2
О∙6(Mg,Fe)O∙3Al
2
O
3
∙6SiO
2
∙2H
2
0 
(-) 1100-1200 
Разрушение 
решетки 
Вермикулит
Группа гидрослюд 
(-) 120-170 
Дегидратация
(-) 270-300 
То же 
(-) 860 
Разрушение 
решетки 
Глуконит
Группа гидрослюд 
(-) 130-170 
Дегидратация
(-) 550-600 
То же 
Хривотил-
асбест 
Mg
6
[Si
4
O
11
]∙(OH)
6
∙ 
2H
2
0 
(-) до 100 
Потеря 
адсорбционной 
воды 
(-) 660-765 
Удаление 
конституционной 
воды 
(-) 800-830 
Кристаллизация 
новой фазы 

73 
Трехкальциев
ый силикат 
3СаO∙2SiO
2
(-) 920-925 
Полимерное 
превращение 
(-) 970-980 
То же 
(-) 990-10 
То же 
Двухкальциев
ый силикат 
γ-2СаO∙SiO
2
(-) 780-830 
Переход γ- 
С
2
S→γ′C
2
S 
(-) 1447 
Переход γ′- 
С
2
S→γC
2
S 
Алит
54СаO∙16SiO
2
∙ 
Al
2
O
3
∙Mg0 
(-) 835 
Полимерное 
превращение 
(-) 1427 
То же 
Тоберморит
4СаO∙5SiO
2
∙5H
2
0 
(-) 250-280 
Дегидратация
(-) 780-800 
То же 
Гидросиликат 
кальция
СаO∙SiO
2
∙H
2
0(CSH-B) 
(+) 800-830 
Кристаллизация 
CS 
Гидроалюмина
т кальция
СаO∙ Al
2
O
3
∙10H
2
0 
(+)545 
Кристаллизация 
безводных фаз 
(+)930 
Гидросиликат 
кальция 
(жидкое 
стекло) 
(-) 63 
Инконгруэнтное 
плавление 
(-) 95 
Ступенчатая 
дегидратация
(-) 170 
(-) 1083 
Плавление 
безводной соли 

жүктеу/скачать 2,72 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: