罗旭东 曲殿利 张国栋

(辽宁科技大学高温材料与镁资源学院，鞍山 114051)

Zr4+对固相反应制备堇青石材料晶相转变的影响

罗旭东 曲殿利＊张国栋

(辽宁科技大学高温材料与镁资源学院，鞍山 114051)

以菱镁矿风化石、工业氧化铝和二氧化硅微粉为原料，加入不同含量二氧化锆添加剂，通过固相反应合成制备堇青石。用XRD法和SEM法表征试样中的晶相和显微结构，用X′Pert Plus软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析，用半定量法对试样晶相组成进行计算，用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小。研究分析Zr4+对制备堇青石材料中晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响。结果表明：Zr4+对堇青石结构中Mg2+的置换固溶作用使堇青石相晶胞常数及晶胞体积发生变化，形成的结构缺陷使堇青石结构中离子扩散速度加快。由于Zr4+较高的电场强度，减弱了Mg-O的键力，氧化铝和二氧化硅通过固相反应形成莫来石相。当二氧化锆加入量为1.2%时，堇青石晶胞常数和晶胞体积最大，堇青石晶粒最大，堇青石结构中莫来石含量达到2.5%。

二氧化锆；堇青石；固相反应；晶相转变

堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)是MgO-Al2O3-SiO2系统中重要的矿物相，因具有良好的抗热震稳定性、介电性能、耐火性能和机械性能而被广泛用作优质耐火材料、集成电路板、催化剂载体、泡沫陶瓷及航空材料等领域[1-3]。在自然界中堇青石分布较广，但含量较低，很少富集成矿。至今没有发现具有开采价值的天然的堇青石大矿床。目前工业上所使用的堇青石大多为人工合成。……