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1、卷(Volume)30，期(Number)2，總(Tota1)120礦物巖石頁(yè)(Pages)33—37，2010，6，(Jun，2Olo)JMINERALPETROL高鋁粉煤灰制備莫來(lái)石晶須的實(shí)驗(yàn)研究姜曉謙，李金洪，童玲欣，周文彩，劉麗麗(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100083)【摘要】以高鋁粉煤灰、NH4A1(SO)2·12H2O和NaH2PO4·2H2O等為原料，設(shè)計(jì)配方研究溫度對(duì)莫來(lái)石晶須生長(zhǎng)的影響。運(yùn)用X射線粉末衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)等手段，對(duì)莫來(lái)石及晶須形成過(guò)程進(jìn)
2、行表征，結(jié)果表明：當(dāng)A1O。／SiOz摩爾比為0．32，燒結(jié)溫度1400C，保溫時(shí)間6h，可獲得直徑為0．2mm～0．5mm，長(zhǎng)徑比為17~30的莫來(lái)石晶須?！娟P(guān)鍵詞】高鋁粉煤灰；莫來(lái)石；晶須中圖分類號(hào)：O784文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10Ol～6872(2010)02—0033—05莫來(lái)石晶須(3A1O?！?SiO)由于具有耐高上煅燒高嶺土，合成了長(zhǎng)度為10m～20／am，直徑溫、抗氧化、熱膨脹系數(shù)小、高溫強(qiáng)度高以及抗熱震為1／am～2／am的莫來(lái)石晶須；Katsuki等在性能好等優(yōu)點(diǎn)，成為一種優(yōu)異
3、的陶瓷基復(fù)合材料補(bǔ)1600℃以上煅燒高嶺土，合成了長(zhǎng)徑比小于8．5強(qiáng)劑_1]。莫來(lái)石的結(jié)構(gòu)呈鏈狀，其晶體自然生長(zhǎng)形的莫來(lái)石晶須；Katsuki等[6在l400℃～1600℃狀為沿C軸延伸的長(zhǎng)柱狀、針狀，因而可通過(guò)控制合分解瓷土發(fā)現(xiàn)在氧化鋁顆粒表面生長(zhǎng)的莫來(lái)石晶成條件來(lái)獲得莫來(lái)石晶須]。須，其長(zhǎng)度為50／am~200／am，直徑為1／am~3“1TI。莫來(lái)石晶須的制備方法通常有AlO。一SiO。凝Peng，etal_7在天然黃玉中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為膠煅燒法、Al。o。與SiO。粉末燒結(jié)法、礦物分解法、0．
4、5的A1F。，經(jīng)高溫下熱分解制備出平均長(zhǎng)度為氧化物摻雜法、原位生長(zhǎng)法等]。近幾年，制取莫來(lái)100mm的莫來(lái)石晶須。Kim等通過(guò)煅燒高嶺石晶須取得了較大的進(jìn)展如：Perera【4在1650。C以土、NHAl(SO)·12H0等混合料在1400℃合收稿日期：2009—11—22；改回日期：2010—05—14基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(4O6O2O08)；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助(NCET一08—0828)作者簡(jiǎn)介：姜曉謙，女，23歲，本科生，材料科學(xué)與工程專業(yè)，研究方向：礦物材料．通訊作
5、者：李金洪，男，教授．E—mail：jinhong@eugb．edu．cn礦物巖石成直徑為0．5mill，長(zhǎng)徑比大于l7的莫來(lái)石晶須。長(zhǎng)的影響都需要有進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)明確。Park等_g]通過(guò)煅燒含A1。o。23．29的粉煤灰，可在1300oC合成直徑為0．6mm～1．8mill，長(zhǎng)徑比1實(shí)驗(yàn)部分大于3O的莫來(lái)石晶須。這些研究表明復(fù)合材料可以獲得長(zhǎng)徑比更大的晶須。1．1原料及配料組成我國(guó)粉煤灰每年排放量約為1．8億t_1，近年實(shí)驗(yàn)用高鋁粉煤灰(BF一1)取自北京石景山電來(lái)在水泥、混凝土、建筑材料、陶瓷、
6、道路基地建設(shè)、廠，其化學(xué)組成如表1所示。首先將粉煤灰在600礦物填料等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用¨1，但大部℃煅燒2h除去殘余碳。實(shí)驗(yàn)用其他原料硫酸鋁銨分仍作堆存處理口，其高效資源化利用問(wèn)題越來(lái)越(NHAl(SO)·12HO)、磷酸二氫鈉(NaHPO受到關(guān)注。前期研究側(cè)重于利用添加劑降低高鋁粉·2Hzo)和二氧化硅(SiO)購(gòu)自北京化學(xué)試劑廠，煤灰合成莫來(lái)石的溫度，實(shí)驗(yàn)表明VO可降低高均為分析純。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量配比及鋁硅摩爾比見(jiàn)鋁粉煤灰合成莫來(lái)石的溫度并提高其性能l_1。；添加表2。NaO，YO。對(duì)高鋁
7、粉煤灰合成莫來(lái)石有明顯改1．2晶須制備善L】。然以高鋁粉煤灰為原料合成小尺寸、均將除碳后的粉煤灰、NHA1(SO)·12H。O，勻、高純度莫來(lái)石晶須的可行性，及其溫度對(duì)晶須生NaHzPO·2HzO和SiO按設(shè)計(jì)的配方放入配有表1高鋁粉煤灰的化學(xué)組成．(B)／Chemicalcompositionsoftheflyash(inpercentage)墮l皇!l壘!!l!!I皇ll!l蘭l!I!ll!!l!二I!l!!!l!!!BF一148．1339．031．662．941．O53．30．210．690．7
8、70．0170．630．210．0741．5599．33表2原料質(zhì)量配比2結(jié)果與討論Table2Compositionoftherawmaterials編號(hào)fH41A21($O4fN．a(chǎn)2HH2P()O／4fA12OIars)2．1溫度對(duì)物相的影響M一1109．20．558．390．22從未煅燒的配料試樣M一1～M一4的XRD圖(圖M2109．20．474．270．321)可以看出4個(gè)試樣中莫來(lái)石含量較少，a石英是M一3109．20．432．10．42M
