合成堇青石的方法有哪些？

2024-08-17 18:12:12 来源：互联网分类：五金知识

堇青石材料因其优异的性能而被广泛应用于许多领域，但天然堇青石矿物很少，工业上使用的堇青石材料基本上都是合成的。本文综述了合成堇青石的主要方法。

(1)天然矿物高温固相反应合成堇青石

利用天然矿物原料合成堇青石材料具有生产成本低、产量大、应用范围广的优点。因此，利用天然矿物原料低成本合成堇青石材料一直是研究热点之一。研究和应用多的天然矿物原料是高岭土-滑石-氧化铝体系、煤矸石(高岭石)-菱镁矿-滑石、煤矸石(高岭石)-菱镁矿-应时、累托石-滑石-氧化铝、高岭石-氢氧化镁-绿泥石和滑石-氧化铝。

(2)氧化物高温固相反应合成高纯堇青石

为了获得堇青石含量高且具有一定孔隙率的堇青石质耐火材料，研究了在氧化物粉体(氧化镁、氧化铝和二氧化硅)制备堇青石陶瓷时，添加氧化铈对堇青石材料相组成和性能的影响，并分析了氧化铈在烧结过程当中的作用机理。该工艺特别适用于制造窑具高温气体过滤器等零件。

(3)湿化学法合成高纯堇青石粉体

湿化学法合成高纯堇青石粉体的主要方法有溶胶-凝胶法/沉淀包覆法制备纳米堇青石粉体和水解-沉淀法。

(4)熔融玻璃的结晶

熔融玻璃结晶法是将配合料混合均匀，然后在高温下熔融成玻璃态，冷却成型后，进行热处理析出晶体，制成堇青石陶瓷。这种方法要求玻璃熔化均匀，无气泡，熔化温度应高于1600℃。熔融玻璃结晶方法可以从相图中堇青石主晶区共晶点附近的成分点中挑选，原料可以是滑石、高岭土和应时。同时，需要加入成核剂二氧化钛或氧化锆，用量应达到10%左右。

(5)熔剂生成单晶法

利用熔剂生成技术成功制备了绿柱石单晶。由于绿柱石的结构与堇青石相反，人们试图用同样的方法生产堇青石。有研究者制备了堇青石单晶，将粉末状的MgO、Al2O3、Fe2O3混合物放入坩埚中，用隔板盖住，加入钼酸盐和MoO3组成的熔剂，加热使盐熔化，将应时放在熔化盐的表层，然后将堇青石晶种放入熔盐中，其中坩埚温度需要保持在800℃，制备的晶体没有夹杂物。用这种方法制备的单晶特别适用于宝石零件。