煅烧硅灰石的结构与特性研究
发布时间：2020-10-20 11:43
硅灰石是一种钙的偏硅酸盐类矿物,理论化学成分(质量分数)CaO48.3%、SiO_251.7%。天然产出的硅灰石通常呈针状、放射状、纤维状集合体等。硅灰石在地球上资源分布广泛,主要分布于中国、美国、印度以及芬兰等。我国硅灰石矿产资源丰富,储藏量居世界首位,主要分布在吉林、江西、黑龙江、河北等地。随着对硅灰石性能的研究不断深入,近年来硅灰石在现代工业中的应用越来越广泛,不仅仅用于提高塑料、冶金、涂料、橡胶等材料的各种力学性能和物理性能,同时硅灰石还被掺入到水泥基材料中用于提高水泥基材料的抗拉强度。但是目前针对煅烧硅灰石研究较少,已有研究主要研究了煅烧硅灰石的抗静电性能,而针对煅烧硅灰石对于水泥基材料的性能影响鲜有相关研究。本文将硅灰石在800℃、900℃、1000℃和1100℃温度条件下煅烧2h得到煅烧硅灰石,并研究煅烧硅灰石对水泥基材料的性能的影响以及煅烧硅灰石的自胶凝性能,以及如何能够更好的激发胶凝性,并探索了煅烧硅灰石在高介电复合材料中的应用可行性。研究结果表明:(1)硅灰石经过煅烧之后纤维长度变短,表面变光滑,同时在1000℃左右从?-CaSiO_3转变为?-CaSiO_3,同时随着煅烧温度的增加,硅灰石的纯度也在增加。(2)煅烧硅灰石中含有一定量的游离氧化钙,从而使得煅烧硅灰石具有一定的自胶凝性,同时在碱环境下能够促进其胶凝性能,通过比较几种碱环境,水玻璃能够更好的激发煅烧硅灰石的胶凝性能。(3)相比于未煅烧硅灰石,煅烧硅灰石的纤维增韧作用更加明显,特别是水泥基材料抗拉强度增加明显,1000℃煅烧硅灰石在养护180天之后相比较基准组抗拉强度提高了6.56%,而未煅烧硅灰石才提高了3.97%。(4)硅灰石经过煅烧之后介电性能以及介损都发生了比较大的变化,可以用于制备高介电复合材料。通过本文的研究表明,煅烧硅灰石相比于未煅烧硅灰石而言,具有一定的自胶凝性能,同时对水泥基材料的抗拉强度有很好的促进作用;此外,煅烧硅灰石可用作制备高介电复合材料。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ172.4
【部分图文】：
图 1.1 β-CaSiO3晶体结构示意图Fig. 1.1 Schematic diagram of crystal structure ofβ-Wollastonite图 1.2 α-CaSiO3晶体结构示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of crystal structure ofα-Wollastonite
图 1.2 α-CaSiO3晶体结构示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of crystal structure ofα-Wollastonite图 1.3 工业用硅灰石Fig. 1.3 Wollastonite made by industry
目前工业上所用的硅灰石原材料如图1.3 所示。在硅灰石结晶结构中，SiO4骨架链和 CaO6八面体柱形成的复合单链成为硅灰石结晶结构的基本单元。这种特殊晶体结构决定了其性质，当其粉碎成细小颗粒时仍旧保持针状形态[17]。硅灰石包括二种变体，高温变体 β-CaSiO3和低温变体 α-CaSiO3。高温变体：β-CaSiO3，称假硅灰石或环硅灰石，三斜晶系。晶体结构由三个[SiO4]四面体形成的[Si3O9]三方环与由[CaO6]八面体层沿 c 轴交替排列而成。β-CaSiO3形成温度高于 1126℃，仅见于高温变质的岩石中。高温型硅灰石结构如图 1.1 所示。低温变体：在自然界当中存在二种 α-CaSiO3低温变体，称硅灰石 TC，为三斜晶系；另外一种低温变体为单斜晶系，称硅灰石 2M。通常所说的硅灰石低温变体为硅灰石 TC
【参考文献】
本文编号：2848637
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ172.4
【部分图文】：
图 1.1 β-CaSiO3晶体结构示意图Fig. 1.1 Schematic diagram of crystal structure ofβ-Wollastonite图 1.2 α-CaSiO3晶体结构示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of crystal structure ofα-Wollastonite
图 1.2 α-CaSiO3晶体结构示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of crystal structure ofα-Wollastonite图 1.3 工业用硅灰石Fig. 1.3 Wollastonite made by industry
目前工业上所用的硅灰石原材料如图1.3 所示。在硅灰石结晶结构中，SiO4骨架链和 CaO6八面体柱形成的复合单链成为硅灰石结晶结构的基本单元。这种特殊晶体结构决定了其性质，当其粉碎成细小颗粒时仍旧保持针状形态[17]。硅灰石包括二种变体，高温变体 β-CaSiO3和低温变体 α-CaSiO3。高温变体：β-CaSiO3，称假硅灰石或环硅灰石，三斜晶系。晶体结构由三个[SiO4]四面体形成的[Si3O9]三方环与由[CaO6]八面体层沿 c 轴交替排列而成。β-CaSiO3形成温度高于 1126℃，仅见于高温变质的岩石中。高温型硅灰石结构如图 1.1 所示。低温变体：在自然界当中存在二种 α-CaSiO3低温变体，称硅灰石 TC，为三斜晶系；另外一种低温变体为单斜晶系，称硅灰石 2M。通常所说的硅灰石低温变体为硅灰石 TC
【参考文献】
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本文编号：2848637
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