合成堇青石的方法有哪些？

? ? 堇青石材料因其優(yōu)異的性能而被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，但天然堇青石礦物很少，工業(yè)上使用的堇青石材料基本上都是合成的。本文綜述了合成堇青石的主要方法。

? ? (1)天然礦物高溫固相反應(yīng)合成堇青石

? ? 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)用范圍廣的優(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研究熱點(diǎn)之一。研究和應(yīng)用多的天然礦物原料是高嶺土-滑石-氧化鋁體系、煤矸石(高嶺石)-菱鎂礦-滑石、煤矸石(高嶺石)-菱鎂礦-應(yīng)時(shí)、累托石-滑石-氧化鋁、高嶺石-氫氧化鎂-綠泥石和滑石-氧化鋁。

? ? (2)氧化物高溫固相反應(yīng)合成高純堇青石

? ? 為了獲得堇青石含量高且具有一定孔隙率的堇青石質(zhì)耐火材料，研究了在氧化物粉體(氧化鎂、氧化鋁和二氧化硅)制備堇青石陶瓷時(shí)，添加氧化鈰對(duì)堇青石材料相組成和性能的影響，并分析了氧化鈰在燒結(jié)過(guò)程當(dāng)中的作用機(jī)理。該工藝特別適用于制造窯具高溫氣體過(guò)濾器等零件。

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? ? (3)濕化學(xué)法合成高純堇青石粉體

? ? 濕化學(xué)法合成高純堇青石粉體的主要方法有溶膠-凝膠法/沉淀包覆法制備納米堇青石粉體和水解-沉淀法。

? ? (4)熔融玻璃的結(jié)晶

? ? 熔融玻璃結(jié)晶法是將配合料混合均勻，然后在高溫下熔融成玻璃態(tài)，冷卻成型后，進(jìn)行熱處理析出晶體，制成堇青石陶瓷。這種方法要求玻璃熔化均勻，無(wú)氣泡，熔化溫度應(yīng)高于1600℃。熔融玻璃結(jié)晶方法可以從相圖中堇青石主晶區(qū)共晶點(diǎn)附近的成分點(diǎn)中挑選，原料可以是滑石、高嶺土和應(yīng)時(shí)。同時(shí)，需要加入成核劑二氧化鈦或氧化鋯，用量應(yīng)達(dá)到10%左右。

? ? (5)熔劑生成單晶法

? ? 利用熔劑生成技術(shù)成功制備了綠柱石單晶。由于綠柱石的結(jié)構(gòu)與堇青石相反，人們?cè)噲D用同樣的方法生產(chǎn)堇青石。有研究者制備了堇青石單晶，將粉末狀的MgO、Al2O3、Fe2O3混合物放入坩堝中，用隔板蓋住，加入鉬酸鹽和MoO3組成的熔劑，加熱使鹽熔化，將應(yīng)時(shí)放在熔化鹽的表層，然后將堇青石晶種放入熔鹽中，其中坩堝溫度需要保持在800℃，制備的晶體沒(méi)有夾雜物。用這種方法制備的單晶特別適用于寶石零件。