莫來石的合成

莫來石的合成方法可分為燒結(jié)法和電熔法。根據(jù)原料制備方法，燒結(jié)法可分為干法和濕法。干法工藝是將成分一起研磨，用回轉(zhuǎn)窯或隧道窯燒成球或坯料；濕法工藝是將配料加水磨成漿料，然后壓濾脫水成泥餅，真空擠壓成泥段或坯料，然后燒成。

電熔法是將配料添加到電弧爐中，在電弧形成的高溫下熔化冷卻晶體。當(dāng)使用天然原料成分（如鋁土礦等）時(shí)，塊狀原料可以直接破碎到1.5毫米，然后在混合器中與其他粉末原料混合。

燒結(jié)合成莫來石一般在1650~1700℃下進(jìn)行。影響燒結(jié)合成莫來石的主要工藝因素是原料的純度、細(xì)度和煅燒溫度。燒結(jié)合成莫來石主要依靠AlO和SiO2之間的固相反應(yīng)來完成，因此提高原料的分散度將加速固相反應(yīng)的過程。特別是，低質(zhì)量8μm的顆粒對(duì)形成和燒結(jié)有很大的影響。可以看出，原材料是促進(jìn)合成莫來石固相反應(yīng)的重要工藝條件。莫來石通常在1200℃生成，在1650℃時(shí)終止。此時(shí)，它是微晶狀的，當(dāng)溫度超過1700℃時(shí)，晶體發(fā)育良好。可以看出，燃燒溫度直接影響莫來石的形成和晶體的發(fā)育。因此，加熱到一定的燃燒溫度，延長一定的絕緣時(shí)間，是合成莫來石的必要條件。合成莫來石所用原料的純度要求嚴(yán)格，少量雜質(zhì)成分。在工業(yè)生產(chǎn)中，不可避免地會(huì)帶來各種雜質(zhì)，主要包括Feo、TiO、CaO、Mgo、Naoko，其中Nao、Ko是危害大的，它們抑制莫來石的形成，導(dǎo)致大量富硅玻璃相的產(chǎn)生，降低莫來石的含量。Feo會(huì)延緩莫來石化的進(jìn)程，增加玻璃相的數(shù)量。當(dāng)少量TiO存在時(shí)，一些Ti離子進(jìn)入莫來石晶格形成固溶體，促進(jìn)莫來石的形成和晶體的發(fā)育。當(dāng)TiO2含量過高時(shí)，它仍然起著熔化作用。

電熔莫來石是通過在電弧爐中熔化配合物，從熔體中冷卻和分析莫來石而制成的。其分析過程類似于Alo-SiO系統(tǒng)相圖的分析過程。當(dāng)配合物Alo高于莫來石理論成分的71.8%時(shí)，形成溶解過量Alo的莫來石固溶體，即β-莫來石，只有Alo>80%時(shí)才會(huì)出現(xiàn)剛玉相。電熔莫來石的礦相成分一般為莫來石晶體和玻璃相。中國電熔莫來石行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T104-2004電熔莫來石根據(jù)Alo含量將電熔莫來石產(chǎn)品分為DM-1和DM-2兩個(gè)品牌，相關(guān)技術(shù)條件可見相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。與燒結(jié)莫來石相比，電熔莫來石晶體發(fā)育完善，晶粒大，缺陷少，晶體尺寸是燒結(jié)莫來石的數(shù)百倍，因此高溫機(jī)械性能和耐腐蝕性相對(duì)較好。

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