堇青石干法合成技术的研究与应用

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1、堇青石干法合成技术的研究与应用堇台,而,f句,,全国性建材科技期刊——《陶瓷》1998年第6期总第136期?43?堇青石干法合成技术的研究与应用每一㈣t;摘要分析研究了3种矿化剂对精石一粘土一工业氧化铝系统干法合成堇青石的矿化机理.合成出了堇青石相95%.热膨胀系数24x10℃(2o—i000℃),晶体发育良好.形成网络结构的堇青石熟料.以这种干法共磨堇青石生粉作基质.优质莫来石熟料作骨料,研制出了性能良好的堇青石一莫来石棚板.堇青石具有热膨胀系数小,抗热震稳定性优异等特点,被广泛用作使用温度在I珈℃堇青石干法合成技术的研究与应用堇台,而

2、,f句,,全国性建材科技期刊——《陶瓷》1998年第6期总第136期?43?堇青石干法合成技术的研究与应用每一㈣t;摘要分析研究了3种矿化剂对精石一粘土一工业氧化铝系统干法合成堇青石的矿化机理.合成出了堇青石相95%.热膨胀系数24x10℃(2o—i000℃),晶体发育良好.形成网络结构的堇青石熟料.以这种干法共磨堇青石生粉作基质.优质莫来石熟料作骨料,研制出了性能良好的堇青石一莫来石棚板.堇青石具有热膨胀系数小,抗热震稳定性优异等特点,被广泛用作使用温度在I珈℃以下的快烧窑具材质.研究表1实验明…,优质堇青石一莫来石窑具在基质中大都形成

3、了堇青石为主晶相,堇青石结晶发育联接良好的结构.为此t掌握堇青石1l原料的合成技术就成为生产优质堇青石一莫来石窑具的关键.本实验选用原料的化学组成见表1.实验选用的三种矿化剂!竺::粘孝一工业氧铝系统中添加含钾,含钙以及依次为含钾矿化剂(编号A),吉钙矿化剂(编号B),堇青石超搬堇青石超微粉作矿化剂时干法合成堇青石的研究及应用成果.粉(编号c).1.2配料按照原料的化学组成和堇青石的理论组成(q34.9%,O137%,Si51.4%)配料,矿化剂外加.按矿化剂的种类和加入量依次将配方编号.见表2.寰2实验配方{质量%1.3合成工艺’试样的

4、制备工艺为:原料一配料一共同细磨一混练一成形一干燥一烧成.采用干法共同细磨,要求共磨粉粒度全都通过200目筛网.成彤压力20Ⅷ,试样尺寸为25岫m×25血l×125血l,在箱式电炉中分别于1300℃,1330℃和1360℃,保温4h烧成1.4性能耐试测定烧成后试样的吸水率,检验试验温度下的烧结程度.以x射线衍射进行相组成分析.确定堇青石的生成量:扫描电子显搬镜作相组成及组织结构分析.观察箕晶体生长,发育及配置状况,检测烧成后试样的热膨胀系数,以确定合成堇青石性能的优劣.2实验结果与讨论2.1吸水率与烧结状况从图1不同温度下烧成试样的吸水率

5、与矿化剂种类和加入量的关系可以看出,舔加矿化剂的E,F,G系列试样的吸水率较无矿化剂的D试样均有不同程度的降低.可见3种矿化剂均能改善试样的烧结状况.但这3种矿化剂括化烧结的机理有?44全国性建橱科技期刊——《陶瓷》1998年第6期总第136期所不同.文献[2:指出.当外加剂与烧结体的某些组分生成液相时,由于液相中扩散传质阻力小,流动传质速度快,因而降低了烧结温度,提高了坯体的致密度.K:O一一SiO2和CaO一一SiO2系统中出现液相的最低温度分别为985℃和1345℃,当有MS,O存在时,出现醯相的温度会更低,而且随着温度升高,液相的

6、生成量会有不同程度的增加.因此,在该试验温度下,含钾和钙的E,F系列试样的烧结情况明显优于无矿化荆的D试样,对同一试样,随着温度升高,坯体烧后试样吸水率也会有不同程度的降低.对孺加堇青石超微粉的G系列试样,由于堇青石超微粉可以作为高温晶核,因而会大大促使{6【I品在高温一堇青石的形戚和发育,从而改善试样的烧结状况.冰姗*售;试样编号围1不同温度下墁成试样吸木率与矿化剂种粪和加入■的美系2.2相组成与显微结构捌打赴蚓试样编号圈2各种温度下墁成试样堇青石耆■与矿化剂种类和加入■关系从图2不同温度下饶成试样中堇青石相含量与矿化剂种类及加人量的关

7、系可以看出,添加含钾矿化剂的E系列试样1300℃,4n烧后合成堇青石的量均超过无矿化剂的D试样,这说明添加含钾矿化剂的E系列试样在1300时,生成的适量醯相促进了反应.1330℃烧成后,添加A矿化剂较少的E一1和E一2试样与1300℃有明显提高,而添加矿化剂18%的E一3试样较1300℃堇青石生成量基本相同,这说明1330℃时,E一1和E一2试样液相虽较1300℃时增加,但总量还在有益的范围内,因而促进了反应进行.1330℃烧后,E一3试样合成堇青石量明显低于E一1和E一2,与其1300℃烧后合成量基本相同,这说明1330℃时矿化剂A中的

8、K吸收了大量的si.生成过量液相,使得高温下此系统中进行的合成堇青石的反应:3Al203’2SiO2+M’SiO2+s一2M?2AI2’5Si,因Si不足导致堇青石生成量降低.1360℃烧成后