Система СаО—MgO — SiO2
приведена диаграмма состояния системы СаО — MgO — SiO2 по Э. Осборну и А. Муану.
Система кроме уже рассмотренных бинарных соединений, представленных силикатами магния и кальция, включает четыре тройных соединения— монтичеллит, мервинит, окерманит идиопсид.
Монтичеллит CaO·-MgO·SiO2 является соединением, плавящимся инконгруэнтно при 1485°С с разложением на жидкость и периклаз MgO. Имеет островную структуру оливинового типа, сходную со структурой γ-2CaO·SiO2 и форстерита. Встречается в природе в виде минерала того же названия, из технических продуктов встречается в основных доменных и мартеновских шлаках, в составе связок магнезиальных огнеупоров.
Мервинит 3CaO·MgO·2SiO2— соединение, плавящееся инконгруэнтно при 1575°С, разлагаясь на жидкость, 2CaO·SiO2 и, по некоторым данным, MgO. По структуре напоминает α'-2CaO·αSiO2 и оптически трудно отличим от него. Существовало даже предположение, что мервинит —одна из форм α'-2CaO·αSiO2, стабилизированная частичным замещением Са2+ на Mg2+. Однако результаты многочисленных исследований показали, что мервинит имеет определенный состав индивидуального химического соединения. Известен как природный минерал и встречается в некоторых технических продуктах в частности в различных шлаках, доломитовых огнеупорах и т. д.
Окерманит 2CaO·MgO·2SiO2— соединение, плавящееся конгруэнтно при 1454°С. Его устойчивость при повышенных температурах и нормальном давлении была предметом дискуссий. В. В. Лапин и И. П. Соловова нашли, что при нормальном давлении и длительной выдержке в интервале температур 1200... 1350°С окерманит частично разлагается с появлением внутри его кристаллов зерен новых фаз (2CaO·SiO2, мервинита и др.). По другим данным, окерманит полностью стабилен, а его наблюдаемое разложение обусловлено присутствием примесей. Окерманит встречается в природе и в некоторых технических продуктах, в основном в доменных шлаках и некоторых шлаках цветной металлургии.
Диопсид CaO·MgO·2SiO2 плавится конгруэнтно при 1390°С. В природе распространен как минерал пироксеновой группы в виде твердых растворов с MgO·SiO2, играющих важную роль в конституции обычных силикатных породообразующих минералов — пироксенов.
Характерная особенность системы СаО—MgO— SiO2— образование между многими соединениями твердых растворов (на диаграмме они условно обозначены штрихами на соединительных линиях между точками составов соединений, образующих твердые растворы). В частности, монтичеллит образует широкую (но ограниченную) серию твердых растворов с форстеритом, а последний - твердые растворы с диопсидом. Ограниченные твердые растворы существуют между окерманитом, с одной стороны, и мервинитом, ранкинитом 3CaO·2 SiO2, форстеритом и ортосиликатом кальция — с другой (в последнем случае растворимость, возможно, весьма незначительна). Диопсид образует твердые растворы с волластонитом CaO·SiO2. Не обнаружены твердые растворы между монтичеллитом и мервинитом, окерманитом и волластонитом, монтичеллитом и ортосиликатом кальция.
Система СаО—MgO— SiO2 имеет существенное значение для многих технических силикатных продуктов: доломитовых огнеупоров, магнезиальных портландцементов, магнезиальных керамических масс, металлургических шлаков, стеклокристаллических материалов и т. д.