普遍的堇青石合成方法

堇青石質(zhì)材料的優(yōu)良性能廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，但優(yōu)秀的天然堇青石礦非常少，工業(yè)上使用的堇青石材料基本上是人工合成的。
天然礦物高溫固相反應(yīng)合成堇青石的主要方法

利用天然礦物原料合成堇青石材料具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量大、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此利用天然礦物原料低成本合成堇青石材料一直是人們的研究熱點(diǎn)之一。

1)“高嶺土-滑石-氧化鋁”系合成堇青石
以多種粘土、滑石、氧化鋁等為原料，在1390-1400℃下燒結(jié)制備堇青石陶瓷。用x射線熒光分析和x射線衍射分析確定其化學(xué)組成和晶相組成，測(cè)定熱膨脹率。

研究化學(xué)組成對(duì)該系合成堇青石微觀結(jié)構(gòu)和高溫性能的影響表明，原料中Al2O3的含量在理論組成的5%范圍內(nèi)變化會(huì)顯著影響合成堇青石材料的微結(jié)構(gòu)和高溫性能。

其中，Al2O3/SiO2或Al2O3/MgO質(zhì)量比的增大有利于堇青石材料的微細(xì)結(jié)構(gòu)的改善和高溫性能的提高。這種原料類合成堇青石存在合成溫度過(guò)高的主要問(wèn)題，合成溫度高是因?yàn)楹铣煞磻?yīng)過(guò)程當(dāng)中生成了反應(yīng)活性低的MgO·Al2O3鎂鋁尖晶石中間相。

2)“煤矸石-菱鎂礦-石英”系合成堇青石

進(jìn)行該系的合成堇青石熟料的研究實(shí)驗(yàn)表明，如果挑選高嶺石含量高、堿金屬氧化物和氧化鐵含量低的煤矸石和純度較高的磁鐵礦，可以合成高質(zhì)量的堇青石熟料。

3)“累托石-滑石-氧化鋁”類合成堇青石

利用累石和滑石粉合成堇青石的研究結(jié)果表明，累石具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)、礦物組成和化學(xué)組成，因此有利于堇青石的合成，其合成溫度低，合成溫度范圍寬(1200-1320℃)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是合成溫度低，問(wèn)題是累石礦物是比較罕見(jiàn)的礦物，合成的堇青石純度相對(duì)較低。

4)“綠泥石-滑石-高嶺石-氧化鋁”類合成堇青石

研究用綠泥石代替滑石作為合成堇青石材料的鎂源對(duì)合成溫度及材料性能的影響的結(jié)果表明，通過(guò)使用綠泥石部分代替滑石，可以擴(kuò)大堇青石材料的燒成溫度范圍(1290-1350℃)，下降燒成溫度，得到高溫力學(xué)性能穩(wěn)定的堇青石材料。

5)“葉臘石-鋁礬土-菱鎂礦-滑石”類合成堇青石

使用結(jié)構(gòu)水含量低、燒毀量小、煅燒后體積變化小的葉蠟石、滑石原料，可以合成結(jié)構(gòu)致密、體積密度高、堇青石含量在90%以上的堇青石產(chǎn)品。