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。