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以滑石粉、硅藻土和氧化鋁為原料合成堇青石粉體

來源:林賽斯(上海)科學儀器有限公司   2019年06月06日 15:08  

R. Goren等人:以滑石粉、硅藻土和氧化鋁為原料合成堇青石粉體

 

【引言】

堇青石是鎂硅鋁系的重要相態(tài)之一。堇綠石陶瓷具有熱膨脹系數(shù)低、抗熱震性好、介電常數(shù)低、體積電阻率高、化學耐久性好、耐火度高、機械強度高等優(yōu)點。因此,廣泛應用于汽車尾氣系統(tǒng)的蜂窩狀催化劑載體、集成電路板的基體材料以及耐火材料。合成堇青石的方法有固態(tài)反應法、溶膠-凝膠法和玻璃結晶法等。在這些方法中,氧化物粉末的固態(tài)燒結或玻璃粉末的結晶是常用的方法。

 

【成果介紹】

R. Goren等人以一批滑石粉、硅藻土和氧化鋁為原料,合成了堇青石粉體。使用Linseis的熱膨脹儀測視了樣品的線性膨脹系數(shù),使用Linseis的同步熱分析儀L81分析了樣品的熱力學性能。用X射線衍射、差熱分析和里特維德分析對合成的堇青石燒結樣品進行了表征。X射線衍射分析顯示樣品在1300 °C燒結1小時,六角形或α-堇青石(六方堇青石)為主要相態(tài),MgAl2O4尖晶石和方晶石為次要相態(tài);而六方堇青石相態(tài)只在1350 °C燒結3小時和5小時以及1400 °C燒結1小時被觀察到。在1400 °C燒結1小時合成的樣品的密度和線性熱膨脹系數(shù)分別為2.47 g cm-3和1.8×10-6 °C -1。

 

【圖文導讀】

 

圖1 原料混合物的差熱分析圖

 

 

圖2 在(a)在1350 °C燒結3 h、(b)在1350 °C燒結3 h和(c)在1400 °C燒結1 h的堇青石X射線衍射圖譜

 

圖3 堇青石的觀測、計算和其他不同的圖譜

【結論】

以滑石粉、硅藻土和氧化鋁為原料,成功地合成了堇青石粉體。XRD結果表明,該合成材料在1350 °C燒結5 h后僅形成了六方堇青石。將在1350 °C燒結5 h與在1400 °C燒結1 h的試樣進行對比,發(fā)現(xiàn)燒結時間與燒結溫度對堇青石再結晶的改善同樣重要。且合成堇青石的密度和熱膨脹系數(shù)與理論值非常接近。

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