莫來石的合成

莫來石的合成

莫來石的合成方法可分為燒結法和電熔法。根據原料制備方法，燒結法可分為干法和濕法。干法工藝是將成分一起研磨，用回轉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。當使用天然原料成分（如鋁土礦等）時，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。

燒結合成莫來石一般在1650~1700℃下進行。影響燒結合成莫來石的主要工藝因素是原料的純度、細度和煅燒溫度。燒結合成莫來石主要依靠AlO和SiO2之間的固相反應來完成，因此提高原料的分散度將加速固相反應的過程。特別是，低質量8μm的顆粒對形成和燒結有很大的影響。可以看出，原材料是促進合成莫來石固相反應的重要工藝條件。莫來石通常在1200℃生成，在1650℃時終止。此時，它是微晶狀的，當溫度超過1700℃時，晶體發育良好。可以看出，燃燒溫度直接影響莫來石的形成和晶體的發育。因此，加熱到一定的燃燒溫度，延長一定的絕緣時間，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格，少量雜質成分。在工業生產中，不可避免地會帶來各種雜質，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，導致大量富硅玻璃相的產生，降低莫來石的含量。Feo會延緩莫來石化的進程，增加玻璃相的數量。當少量TiO存在時，一些Ti離子進入莫來石晶格形成固溶體，促進莫來石的形成和晶體的發育。當TiO2含量過高時，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系統相圖的分析過程。當配合物Alo高于莫來石理論成分的71.8%時，形成溶解過量Alo的莫來石固溶體，即β-莫來石，只有Alo>80%時才會出現剛玉相。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標準YB/T104-2004電熔莫來石根據Alo含量將電熔莫來石產品分為DM-1和DM-2兩個品牌，相關技術條件可見相應的國家標準。與燒結莫來石相比，電熔莫來石晶體發育完善，晶粒大，缺陷少，晶體尺寸是燒結莫來石的數百倍，因此高溫機械性能和耐腐蝕性相對較好。

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