不同硅质材料对水热合成硬硅钙石的影响

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1、万方数据第27卷第1期硅酸盐通报v。1．27No．1不同硅质材料对水热合成硬硅钙石的影响姜洪义，陈小佳(武汉理工大学材料学院，430070)摘要：采用晶体与非晶态硅质原料，与氧化钙在高压釜中进行动态水热反应，合成晶须状硬硅钙石晶体，研究合成温度，保温时间等工艺参数对最终结晶产物的影响，并使用XRD、SEM对水热合成的产物进行分析。关键词：硬硅钙石；硅质原料；合成温度；保温时间中图分类号：TB321文献标识码：A文章编号：1001-1625(2008)01-0188-03HydrothermalSynthesisofXon

2、otlitebyDifferentSiliconMaterialJIANGHong一一，CHENXiao-j施(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Thestudycomparedthexonotlitesynthesizedbycrystalsiliconandamorphoussiliconmixedwithcalciumoxideandtreatedinthesea

3、ledsteelalloyautoclaves，thesynthesizetemperatureandtimewerestudied．ThephasecompositionofthesamplesWasexaminedbyXRD．ThemierostructureWasobservedwiththeSEM．Keywords：xonotlite；siliconmaterial；synthesizetemperature；synthesizetime1引言微孔硅酸钙保温材料自从美国的欧文斯康宁纤维一玻璃公司在1946年首先发

4、明和试制并应用于工业保温及建筑物中以来，由于它具有密度小、导热系数低、抗压和抗折强度高、使用温度高、施工方便、损耗率低、可重复利用、环保人体友好等优良性能，被广泛应用于塑料、橡胶、聚合物、涂料、染料、陶瓷、冶金、建材、环保及石棉的代用品等传统行业领域，近年来在宇航、电子技术、生命科学和医用材料等新兴前沿领域也得到发展。用作保温的硅酸钙绝热材料，主要有2种不同的硅酸钙水化物结晶制品：一种是托贝莫来石型，分子式6CaO·5Si02·6H20，最高使用温度650"12，多采用静态水热进行合成；另一种就是硬硅钙石型，分子式6Ca

5、O·6SiO：·H：O，其在所有的水化硅酸钙矿物中硬硅钙石是结晶水含量最低、耐温性最好的一种矿物，使用温度可达到10000C，采用动态水热合成，具有耐高温、低密度等优良特性，而且硬硅钙石纤维容易被体液吸收，因此其对人体的毒性不仅远低于石棉纤维，也明显低于一般的硅酸铝纤维，所以在使用上是非常安全的，近年来被世界各国大力发展，是一种绿色环保的对人体友好的高档保温材料。关于硅质材料改变与其工艺参数的对应关系，很少见到报道。实际上，硅质材料不同，其生成硬硅钙石的工艺参数也不尽相同。本文着重探讨利用不同的硅质材料来制备硬硅钙石，通

6、过探讨反应温度对生成产品性能的影响，并通过XRD、SEM等手段进行表征，与其表观密度建立对应关系。作者简介：姜洪义(1961一)，男，博士，教授．主要从事生态环境材料的研究．E-mail：jianghy@mail．what．edu．cn万方数据第1期姜洪义等：不同硅质材料对水热合成硬硅钙石的影响2实验2．1主要原料非晶硅质材料：白碳黑(市面零售)，SiO：含量98％以上，粒度在45p。m左右，颗粒呈球状，大小均匀。在350。C下灼烧4h去除结晶水及杂质，冷却后放入密封袋中备用。其XRD衍射图谱见图1，是明显的非晶材料。晶

7、体硅质原料：市售高纯石英粉，粒度5肛左右。钙质材料：分析纯CaO(上海国药集团)，碾钵中碾磨过160目标准筛放人密封袋中备用。水：去离子水(电导率<1．2曲·cm。1)。2．2合成设备采用山东威海自控反应釜有限公司产WHF-3型高压釜，容积3L，带有电磁搅拌装置和控制温度的电’加热设备，配有压力表。2．3试验方法20／(。1图1白炭黑与石英的XRD对比Fig．1XRDofsilicawhiteandquartz使用动态水热合成来制备硬硅钙石，钙质原料和硅质原料按物质的量比C／S=1：1进行配比放入高压釜中，水固比为25，

8、在90～110min之间升至所设置的温度，转速300—500rad／min，保温4～6h后关闭电源，待其自然冷却后取出过滤，脱水，在lIO。C真空下干燥24h，制得样品。选取不同的保温温度与保温时间进行水热合成实验，利用XRD检测其物相，SEM观测其结晶状况，研究不同的工艺条件对结晶产物的影响。将水热反应后的料浆过滤