堇青石陶瓷具有良好的抗熱震性能，堇青石－莫來(lái)石質(zhì)窯具已經(jīng)在陶瓷行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外大多以高嶺土、滑石和氧化鋁為原料，采用固相燒結(jié)反應(yīng)法合成堇青石，合成溫度一般在1370℃以上。該工藝能耗大，成本高，制約了堇青石材料的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。低成本合成堇青石工藝的研究已成為研究熱點(diǎn)之一。 陜西科技大學(xué)材料與工程學(xué)院以煤矸石、滑石和菱鎂礦為原料，對(duì)低溫合成堇青石工藝進(jìn)行了初步研究。 以堇青石的理論化學(xué)組成（SiO251.36%、Al2O334.86%、MgO13.78%）為基準(zhǔn)，經(jīng)計(jì)算得實(shí)驗(yàn)配比為：煤矸石73.14％，滑石12.90％，菱鎂礦13.96％。原料經(jīng)配料后入剛玉質(zhì)球磨罐，料：球：水＝1：2：1.2（質(zhì)量比），燒成中，分別在1000~1350℃之間選取多個(gè)燒成溫度點(diǎn)取樣,XRD\SEM進(jìn)行試樣分析,并測(cè)量試樣的熱膨脹系數(shù)。 分析結(jié)果表明，采用煤矸石－滑石－菱鎂礦可以合成高純堇青石材料。在上述配中，于1350℃分別保溫2h、3h和4h，均可得到單一晶相的堇青石材料。但是，保溫時(shí)間的延長(zhǎng)將會(huì)導(dǎo)致玻璃相含量的增加，使堇青石材料的熱膨脹系數(shù)增大。因此該系統(tǒng)的較佳合成條件是：1350℃保溫2h。 合成堇青石過(guò)程中的中間產(chǎn)物鎂鋁尖晶石的生成溫度和速度，是決定合成溫度的主要因素之一。煤矸石－滑石－菱鎂礦系統(tǒng)的合成溫度較低的原因是配料中未引入活性較差的氧化鋁原料，菱鎂礦分解產(chǎn)物MgO(方鎂石)與煤矸石分解產(chǎn)物中無(wú)定形Al2O3反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石的溫度較低（1000℃）。該反應(yīng)的活化能明顯低于通常合成堇青石所采用的粘土－滑石－氧化鋁系統(tǒng)中剛玉與頑火輝石反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石的反應(yīng)活化能。煤矸石－滑石－菱鎂礦系統(tǒng)中鎂鋁尖晶石的生成溫度降低，反應(yīng)速度加快，從而也降低了堇青石的合成溫度。 采編：姚淑云