CaCO3为钙源固相法合成榍石时SiO2和TiO2物相的影响

作者：敖卫华 徐卓群 张童 冯增军 王炫 丁浩    单位：1 中国地质大学（北京） 材料科学与工程学院，矿物材料国家专业实验室，非金属矿物与固废资源材料化利用北京市重点实验室，地质碳储与资源低碳利用教育部工程研究中心；2 北京建筑材料检验研究院股份有限公司；3 江苏群鑫粉体科技股份有限公司

关键词：CaCO3；SiO2；TiO2；固相法；榍石

摘  要：采用榍石为主要乳浊相物质制备陶瓷釉面具有广阔的前景，而固相法是合成榍石的有效手段。因此，明确原料的物相在固相法合 成榍石过程中对其结构和性能的影响至关重要。以 CaCO3 为钙源，通过 CaCO3-SiO2-TiO2 体系固相法煅烧合成榍石（CaTiSiO5）过程所用不同物 相 SiO2 和 TiO2 对榍石产物成分、颗粒形貌的影响，对反应机理和榍石产物的主要物理性能进行了分析和测试。结果表明，当 SiO2 和 TiO2 均为非 晶相物质（白炭黑和偏钛酸）时，将 CaCO3-SiO2-TiO2 在 1 200 ℃煅烧，可得到由单一榍石相组成的产物；而 SiO2 和 TiO2 均为晶体（石英和锐钛矿）， 或其中一种为晶体时，1 200 ℃煅烧产物主要成分为榍石，同时含少量石英和金红石。说明 SiO2 和 TiO2 为非晶相物质有利于提高 CaCO3-SiO2-TiO2 高温时各组分的化合反应程度，抑制各组分形成游离态和发生自身相变。本研究为以 CaCO3 为钙源，通过固相法合成高品质榍石及消除 TiO2 高 温时游离态和自身相变提供了一条可行途径。