粉煤灰综合利用
FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION
2017NO.6
试验与应用
粉煤灰合成莫来石晶须过程中的相变特征
Phase Transformation Characteristics of MulliteWhiskers Synthesized by Fly Ash
刘磊，周涛，唐鹏威，实魁洲，蒋引珊（吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春130025）
摘要：采用循环流化床（CFB）高铝粉煤灰和煤粉炉（OF）高铝粉煤灰为原料，以AIF，·3H,O为导向剂，V,Os 为催化剂，通过固相反应制备莫来石品须。利用XRD和SEM等手段，分析了产物的物相，对产物的形貌进行了表征。探讨了原料结晶程度、合成温度及保温时间、导向剂含量等工艺条件对产物的影响，优选出合理的制备工艺参数，分析了莫来石晶须的合成反应机制。
关键词：粉煤灰；莫来石晶须；相变
中图分类号：X773
文献标识类：A
文章编号：10058249（2017）06-0003-09
Liu Lei, Zhou Tao, Tang Pengwei, Dou Kuizhou, Jiang Yinshan
(School of materials science and engineering, Jilin University, Jilin 130025, China)
Abstract: Circulating fluidized bed (CFB) high alumina fly ash and ordinary coal fumace (OF) high alumina fly ash was used as raw material to prepare mullite whiskers by solid state reaction and AIF, - 3H,O the directing agent, V,O, as the catalyzer. The morphology and phase transfomation of product was analyzed by XRD and SEM. The effects of processing conditions of raw malerials, the degree of erystallization, synthesis temperature and holding time, directing agent content on the synthesis products were discussed. selected the reasonable preparation technology parameters is selected and the reaction mechanism for synthesis of mullite whiskers is analysed
Keywords: fly ash; mullite whiskers; phase transition
陶瓷晶须是指具有定长径比的针状单晶体，直径小，很难以容纳常规晶体材料中的缺陷。在其晶体结构内部，内部原子排列高度有序，其强度与完美晶体的理论强度相接近，被广泛用作陶瓷基的改性增强材料。莫来石为铝硅酸盐矿物，具有耐火度高、抗化学腐蚀、抗热震性好、抗蠕变、体积稳定性好等性质，是理想的高级耐火材料。莫来石品须具有机械强度高，能承受较大的应变而无较大变形，具备显微增强和填充能力，可在基体中充分分布均匀，有效改善产品的表面平滑性及稳定性。而且，与SiC、 A1,0,、Si,N4、TiOz、Sialon等晶须相比，莫来石晶
*基金项目：国家自然科学基金项目（41472035）；吉林大学大学生创新实验项目（2016A43123）
第一作者：刘磊，无机非金属材料工程专业本科生。
通讯作者：蒋引理，材料学，教授。Email：jangys@jlu.edu.cn
收稿日期：2017-07-27 万方数据
须具有不受氧化环境影响、价格低廉等特点，因此，成为无机非金属材料领域研究的热点之。莫来石晶须的制备方法主要有溶胶-凝胶法1)、熔盐法【2】矿物分解法（3-4】和氧化物掺杂法【5】等。采用不同的硅铝原料，均可制备出莫来石晶须。
粉煤灰是燃煤燃烧提取能量后产生的硅铝质固体废弃物，已经在建材【6]、水泥【7]、筑路[8]等方面得到广泛利用。对于铝含量高的如内蒙古、山西等燃煤产生的粉煤灰，提取其中的有价元素如铝等[9-10]，在近些年得到关注。对于高铝粉煤灰直接利用其化学组成，合成莫来石晶须已经见诸报道，但针对不同燃煤锅炉产生的粉煤灰合成莫来石晶须过程中的物相变化及其特征还很少研究。本文采用内蒙古鄂部尔多斯产流化床(CFB)和煤粉炉(OF)粉煤灰为原料，探讨制备莫来石晶须的形成条件与形成机制，为高铝粉煤灰在陶瓷增强方面的产品开发提供依据。
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