钙长石与莫来石的结构与性质-找耐火材料网

钙长石与莫来石的结构与性质

发布日期： 2019-07-03 08:38:52 阅读量（4321）作者：

钙长石(CaO·A12O3·2SiO2)属三斜晶系，具有密度小、热膨胀系数小、热导率低等特点，且合成用原料易获得、价格低廉。但是钙长石的熔点为1550℃，且强度低，以前很少作为耐火材料的主晶相。而莫来石材料是一种性能优良的耐火材料，具有耐火度高抗热震性好、抗化学侵蚀、抗蠕变、荷重软化温度高等特性。因此，对于制备轻质耐火材料而言，人们常利用钙长石和莫来石的特点来制备热导率低且使用温度较高的钙长石/莫来石复相轻质耐火材料，这种轻质耐火材料最大的优点是其基质部分既具备钙长石体积密度小、导热率低的特点又具备莫来石强度大、高温性能好、使用温度高的特点。

钙长石与莫来石的结构与性质

(1) 钙长石的结构与性质

钙长石的化学成分是CaO·Al2O3·2SiO2，理论密度：2.74～2.76g/cm3，硬度：6～6.5，介电常数：6.2，热膨胀系数：4.82×10-6/℃，室温下导热系数1.503W/m·k。在自然界中产于基性火成岩中，由于钙长石和钠长石可以任意比例在任意温度下互溶，导致自然界中纯钙长石产出极少，需要人工合成，因此该材料在国内研究较少。

理论上钙长石的熔点可达1550℃，而钾长石、钠长石则低得多，分别为1290℃和1190℃，这是钙长石可以作为中温耐火材料的基础。

(2)莫来石的结构与性质

莫来石分为三种类型：α-莫来石，相当于纯3Al2O3·2SiO2，简称3:2型;β-莫来石，固溶有过剩Al2O3，晶格略显膨胀，简称2:1型;γ-莫来石，固溶有少量TiO2和Fe2O3。莫来石为斜方晶系，平均结构由[AlO6]八面体共棱连结成平行c轴的链，位于单位晶胞(001)投影面的4个角顶和中心，在每个单位晶胞的Z=1/2处八面体链与[SiO4]和[AlO4]四面体相连，四面体组成双链亦平行于c轴。四面体桥氧位及其它位的氧原子要失去，四面体中剩余的氧原子及T位Al和Si离子发生位移，与此同时伴随着四体中Al代替Si。

莫来石结构呈链状排列，所以其晶体是沿c轴延伸的长柱状、针状，在高铝制品中，这些针状莫来石互相穿插构成坚固的骨架(网络)，所以莫来石具有一系列良好的性能。它的熔点是1870℃，比重为3.03，硬度为6.7，线膨胀小，20~1000℃时为5.3×10-6/℃，导热系数为13.8KJ/m·h·℃。具有较低的弹性模量，为160~200Gpa，约为Al2O3、SiC的一半。除去柱状、针状的莫来石晶体外，还会有板状的莫来石晶体出现，经XRD分析检测后，发现这种板状的晶体为β-莫来石，即2Al2O3·SiO22:1型)。化学性质稳定，甚至不溶于HF，主要弱点是：由于结构氧中的电价不平衡，所以矿物易被Na2O，K2O等氧化物所分解。烧结莫来石和熔融莫来石在温度大于1000℃时可被CO还原，出现刚玉相及气体SiO2。

莫来石具有耐火度高、抗热震性好、抗化学侵蚀、抗蠕变、荷重软化温度高、体积稳定性好、电绝缘性强等性质，是理想的高级耐火材料，被广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷、化学、电力、国防、燃气和水泥等工业。

找耐火材料网微信公众号年发文量400-500篇，受众粉丝500万+；汇聚了耐火材料、钢铁冶炼、有色金属、玻璃、水泥、电力、垃圾焚烧等耐火材料上中下游众多行业，微信公众号可为耐火材料原材料、耐材设备、环保设备、耐火材料等企业进行全方面的广告宣传服务。详情请致电15003876613王小姐。