第26卷第2期2007年3月岩石矿物学杂志ACTAPETROLOGICAETMINERALOGICAVol.26,No.2Mar.,2007NaF对高铝粉煤灰合成刚玉2莫来石材料的影响魏尊莉,李金洪,邢净(中国地质大学矿物材料国家专业实验室,北京100083)摘要:采用XRD、SEM手段研究了NaF添加量和烧结温度对高铝粉煤灰合成刚玉2莫来石材料的性能、晶体结构和显微形态的影响。实验结果表明,NaF可以有效降低合成刚玉2莫来石材料的烧结温度,在1200℃、NaF添加量为2%时,生成的莫来石颗粒较细小,且均匀分布在玻璃相中,材料的综合性能良好,体积密度为3.08g/cm3,抗折强度为62.11MPa,莫来石与刚玉的含量比约为2∶1;当NaF添加至4%时,莫来石发育为长柱状,长径比约6～10,并且相互交错成网状,但其含量减少,材料强度降低;NaF添加至8%时,莫来石相消失,材料主晶相为刚玉,同时生成较多的玉米状呈十字交叉形的钠长石晶簇。关键词:高铝粉煤灰;刚玉2莫来石;NaF中图分类号:X752;P579文献标识码:A文章编号:100026524(2007)0220184207TheeffectofNaFonthesynthesisofcorundum2mullitematerialsfromhighaluminumflyashWEIZun2li,LIJin2hongandXING2Jing(NationalLaboratoryofMineralMaterials,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)Abstract:Inthispaper,theeffectsoftemperatureandNaFontheproperties,crystalstructure,andmorpholo2gyofcorundum2mullitematerialspreparedfromflyashandbauxitewerestudiedindetailbyXRDandSEM.Theresultsindicatethattherelativelylowsinteringtemperatureof1200℃canbeobtainedbyadding2%NaF,whichhelpseffectivelytopromotesinteringduringthesolidreaction,andthattheobtainedmaterialshaveexcel2lentproperties:bulkdensity3.08g/cm3,flexuralstrength62.11MPa,andthecontentratioofmullite/corun2dum2∶1.WhenNaFcontentrisesto4%,mulliteassumesthelongcolumnarforminnetworkstructure,withthesinglecrystalaspectratiorangingfrom6to10;nevertheless,thelowermullitecontentinthissampleresultsinrelativelylowmechanicalstrength.WhenNaFcontentrisesto8%,mullitephasedisappears,andthemainphaseofthematerialiscorundum,withtheappearanceofalargeamountofalbite,whichmostlydevelopsintocrossedcorn2likecrystalclustersundertheSEM.Keywords:highaluminumflyash;corundum2mullitematerials;NaF刚玉2莫来石质材料具有优良的机械强度、抗蠕变性和抗热震性,它的化学稳定性良好,且不易与所承烧的产品发生反应,特别适用于烧结软磁(铁氧体)和电子绝缘陶瓷用的推板(李纲举等,2002;孙桂春等,2003)。将莫来石、刚玉按一定的配比,制成刚玉2莫来石复合材料,可显著改善莫来石机械性能,其综合性能比纯刚玉或纯莫来石更为优良(SacksandPask,1982)。目前,合成刚玉2莫来石材料的研究工作主要集中在利用纯物质方面,如以硅微粉、氧化铝微粉、电熔莫来石、α2Al2O3粉、硅线石收稿日期:2006209201;修订日期:2006209221基金项目:国家自然科学基金资助项目(40602008);矿物材料国家专业实验室开放基金资助项目(A05005)作者简介:魏尊莉(19862),女,本科生,材料科学与工程专业;通讯作者:李金洪,E2mail:Jinhong@cugb.edu.cn。粉为主要原料,并在高温下烧结。国内学者相继开展研究了不同添加剂对刚玉2莫来石材料的力学性能、抗热震性的影响(武杏荣等,2004;程本军等,2005)。据报道,有些添加剂如V2O5、Nb2O5、CeO2、Y2O3、La2O3(Kongetal.,2003,2004)和MgO(杨中正,2006)等能有效降低合成莫来石的温度,改善烧结制品的性能;同时,杜心康等(1999)报道,金属氟化物添加剂(NaF)作为稀释剂,可通过降低熔体结晶温度和熔体动力粘度而使陶瓷致密。本实验利用高铝粉煤灰和铝矾土为原料,通过添加NaF,主要研究其对合成刚玉2莫来石材料的性能、物相组成和显微形态的影响。1实验1.1原料实验用粉煤灰和铝矾土的化学组成如表1所示。粉煤灰取自北京石景山电厂,XRD分析结果显示其主要物相是莫来石和非晶态玻璃相(李金洪等,2005);铝矾土由首钢耐火材料厂提供;氟化钠、聚乙烯醇均为化学纯级试剂,由北京化工厂生产。1.2试样制备将粉煤灰和铝矾土按照Al2O3...
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