При разбухании имеет место реакция между окалиной в виде обращенной шпинели (FeO-Fe203) и нормальной шпинелью в хромите. Эти шпинели образуют смешанные кристаллы.
Исследование синтетически образованных в хромите шпинелей дало возможность установить наличие при разбухании характерного для каждого типа шпинелей явления и выяснить следующее: а) шпинели с одинаковым строением решетки при образовании смешанных кристаллов не дают никакого увеличения объема; б) шпинели с противоположным строением решетки (нормальная и обращенная шпинель) при образовании смешанных кристаллов дают увеличение объема, причем оно становится все меньше, начиная с MgO-Cr203, переходя в FeO-Cr203, FeO-Al203 и MgO-Al203.
в) склонность к реакции у шпинелей тем выше, чем больше температура приближается к температуре плавления.
В частности, шпинели под воздействием окалины (FeO-Fe203) ведут себя следующим образом: а. MgO-Al203 как нормальный тип шпинели дает очень небольшое увеличение объема, причем разбухание составляет 0,4%. б. FeO-Al203 как нормальный тип шпинели дает небольшое увеличение объема, причем разбухание составило 2,1%. в. FeO-Cr203 как нормальный тип шпинели дает значительное увеличение объема с особенно сильным взрывным действием и обусловливает разбухание в 6,7%. г. MgO-Cr203 в качестве нормального типа шпинели дает наибольшее увеличение объема.
Разбухшее зерно, состоящее преимущественно из кристаллов FeO-Fe203 и MgO-Cr203 вырастает из образца наподобие гриба. Наряду с этим обнаруживается еще и значительное количество a-Fe203, образующееся, вероятно, только при остывании.
Этим подтверждается предположение, что окалина сильно реагирует уже в твердом состоянии (выше 1500°) с MgO-Cr203 путем диффузии с образованием смешанных кристаллов и, как следствие этого, увеличение объема происходит уже в твердом растворе. В дальнейшем при достижении точки плавления окалины склонность последней к реакции становится еще больше, чем в процессе диффузии, и при образовании смешанных кристаллов с MgO Cr203 объем увеличивается еще сильнее.
д. MgO Fe203 при образовании смешанных кристаллов с окалиной (FeO-Fe203) не дает никакого увеличения объема, так как представляет обращенную шпинель. Можно надеяться, что эти исследования окажутся полезными для изучения разбухания и технического прогресса производства хромомагнезитовых огнеупоров.