堇青石
堇青石產地在哪裏?堇青石用途是什麽?堇青石是一種鋁鎂矽酸鹽礦物,一般呈藍色,由於具有二色性,故又叫做二色石。本文係統講述了堇青石名稱,堇青石性質,堇青石成分,堇青石用途,堇青石合成方法等。
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 1、堇青石名稱:堇青石,別稱二色石。


 2、堇青石成分:天然堇青石的分子式為(wei) 2MgO·2Al2O3·5SiO2,理論成分 MgO 13.5%, Al2O3 34.9%,SiO2 51.3%。實際上,董青石的化學成分常與(yu) 理論組成有一定的差異,Mg2+離子的類質同相置換,最常見的是Fe2+置換Mg2+,其次是Mn2+,Ca2+等,Si4+與(yu) Al3+之間的類質同相置換導致了SiO2/ Al2O3比例的變化,同時必須有Na+,K+等堿金屬離子進入通道以保持電價(jia) 平衡。堇青石含鐵較高時稱為(wei) 鐵堇青石,含錳高時稱為(wei) 錳堇青石。


 3、堇青石性質:堇青石有3 種晶型:(1)α-堇青石,六邊對稱型結構;(2)β-堇青石,斜方晶係;(3)μ-堇青石,菱形晶相。顏色一般呈藍色、淡藍色、灰藍色、煙藍色、深藍色等各種藍色,從(cong) 某一方向看去,往往像木堇花的深藍色( 堇青色) ,而從(cong) 與(yu) 此直交的方向看去,則呈現灰色或黃色,由於(yu) 有這種二色性,故又叫做二色石。堇青石晶體(ti) 多呈短柱狀,在晶體(ti) 內(nei) 偶爾含有矽線石、尖晶石、鋯石、磷灰石、雲(yun) 母等包裹體(ti) ,具有玻璃光澤。堇青石密度:2.60g/cm3;莫氏硬度7~7.5;透明~半透明。堇青石具有熱膨脹係數低,熱導率小,抗熱震性能好,介電常數低,介電損耗小,化學穩定性好等特點。


 4、堇青石的用途:堇青石是一種具有多用途的非金屬礦物原料,被廣泛應用於(yu) 冶金、電子、汽車、化工、環境保護等領域,可用作優(you) 質的耐火材料、電子封裝材料、催化劑載體(ti) 、泡沫陶瓷、印刷電路板和低溫熱輻射材料等。堇青石既可單獨作為(wei) 材料使用,又可與(yu) 其他材料進行複合,製備出複合材料。


 4.1  堇青石複合陶瓷

 氧化鋁陶瓷具有高強度、高硬度及良好的抗氧化和化學穩定性,因此氧化鋁陶瓷是一種用途非常廣泛的工程陶瓷。將具有低熱膨脹係數的堇青石引入到氧化鋁陶瓷中,可以提高氧化鋁陶瓷的抗熱震性能。此外還有(1)莫來石-堇青石複合陶瓷;(2)透鋰長石-堇青石複相低膨脹陶瓷材料。(3)紅柱石-堇青石太陽能熱發電用儲(chu) 熱陶瓷。(4)堇青石-碳化矽複相陶瓷塗層材料。(5)皂石-堇青石複合材料。

氧化鋁-堇青石複合陶瓷

氧化鋁-堇青石複合陶瓷


 4.2  莫來石-堇青石複合耐火材料

 莫來石晶體(ti) 屬斜方晶係,熔點為(wei) 1850℃,是一種高溫結構材料,具有較高的機械強度,較低的熱膨脹係數,化學穩定性好、密度低、抗蠕變和抗熱震性好等特點,是耐火材料領域中的一種常用原料。將堇青石引入到莫來石材料中製備出莫來石-堇青石複合材料,不僅(jin) 可以利用複相陶瓷熱失配機製進一步提高莫來石材料的抗熱震性能,而且也提高了堇青石的耐熱溫度。

莫來石-堇青石棚板

莫來石-堇青石棚板


 4.3  鎂鋁尖晶石-堇青石複合耐火材料

 鎂鋁尖晶石是一種具有高熔點,較大熱膨脹係數,較穩定化學性質,對弱堿性熔渣具有較強抵抗能力的礦物,但是其抗熱震性能較差。將具有低熱膨脹係數的堇青石添加到鎂鋁尖晶石材料中,可以降低複合材料的熱膨脹係數,提高材料的抗熱震性能。

鎂鋁尖晶石-堇青石耐火磚

鎂鋁尖晶石-堇青石耐火磚


 4.4  堇青石澆注料

 以焦寶石和堇青石等為(wei) 原料,可以製備出耐磨性能和抗熱震性能優(you) 良的澆注料。堇青石的引入使澆注料經過900℃ →水冷條件下3次熱震循環後的抗折強度保持率由 10%提高到 41.6%,但磨損量也隨之增加。綜合考慮抗熱震性能和耐磨性能,堇青石最佳加入量為(wei) w(堇青石) = 7%。

堇青石澆注料

堇青石澆注料


 4.5  堇青石耐火塗層材料

 以高嶺土、氧化鋁、滑石、氧化鎂為(wei) 原料,原位合成出消失模堇青石耐火塗層材料。其良好的抗熱震性保證了塗層不易出現裂紋,結構疏鬆有利於(yu) 排氣,進而可以保證鑄件的尺寸精度,可生產(chan) 出高質量鑄件。材料的主晶相為(wei) 堇青石,塗層易從(cong) 鑄件表麵去除,製備的鑄件表麵光滑、明亮。

堇青石耐火塗層

堇青石耐火塗層


 4.6  堇青石多孔材料

 堇青石不但具有結構疏鬆、抗熱震性好、熱膨脹係數低等特點,還具有良好的吸附性能以及孔壁薄、幾何表麵積大等特點,可以收集有害物質,並且與(yu) 各種催化劑活性組分的匹配性良好,可用於(yu) 製備多孔材料如蜂窩陶瓷和泡沫陶瓷,作為(wei) 淨化廢氣的理想催化劑載體(ti) 和過濾裝置,用於(yu) 汽車尾氣淨化、金屬熔體(ti) 過濾、高溫煙氣過濾、超細粒子過濾、催化燃燒、熱交換等化學加工過程。

堇青石多孔材料

堇青石多孔材料


 4.7  紅外材料

 紅外線被物質吸收後因可促進物質內(nei) 部質點振動、轉動等熱運動而具有較強的熱效應,因此被視為(wei) 一種能量的傳(chuan) 遞方式和熱源。堇青石基材料具有較高的紅外輻射率,堇青石還具有耐高溫、高介電常數、物理化學性能穩定、抗熱震性好等特性,因此堇青石基材料是一種重要的紅外材料。

堇青石紅外材料

堇青石紅外材料


 4.8  介電材料、電子封裝材料

 堇青石具有較低的介電常數和良好的電絕緣性能,以堇青石為(wei) 主晶相製備的雷達天線罩透波材料,具有低介電常數、高抗熱衝(chong) 擊等優(you) 良特性,以堇青石為(wei) 主晶相製備的微晶玻璃具有優(you) 異的介電性能、力學性能、電學性能和低溫燒結特性。

堇青石雷達天線罩透波材料

堇青石雷達天線罩透波材料


 4.9  堇青石寶石

 堇青石的顏色近似藍寶石,所以又稱之為(wei) 水藍寶石。更因為(wei) 它有藍寶石的顏色及光澤且價(jia) 格又比藍寶石便宜很多,因此更被戲稱為(wei) 窮人家的藍寶石,堇青石的能量是相當穩定的且不能以加熱的方式來改變它的顏色是一種貨真價(jia) 實的寶石。

堇青石寶石

堇青石寶石


 5、堇青石的儲(chu) 量與(yu) 分布:天然的堇青石大礦床至今還未被發現,工業(ye) 上用的堇青石大都是人工合成出來的。


 6、堇青石的合成方法:由於(yu) 天然堇青石比較分散,並且大礦床至今沒有找到,這就需要從(cong) 不同途徑來進行人工合成堇青石。堇青石的合成方法主要有:①天然礦物高溫固相反應合成堇青石;②高純氧化物高溫固相反應法合成堇青石;③利用工業(ye) 、農(nong) 業(ye) 產(chan) 生的廢料合成堇青石;④濕化學法合成堇青石;⑤低溫燃燒合成法。目前主要采用固相反應合成堇青石。

天然礦物高溫固相反應合成堇青石是按照堇青石的理論組成計算出種原料的配比為(wei) 滑石39.04%、蘇州土46.08%、工業(ye) Al2O3 14.88%,再經過稱量、配料、球磨、成形、幹燥、燒成工序,製備出堇青石。堇青石的最佳燒成溫度為(wei) 1350℃。


 7、堇青石主要產(chan) 地:堇青石的主要產(chan) 地為(wei) 巴西,印度,斯裏蘭(lan) 卡,緬甸,馬達加斯加,中國台灣的蘭(lan) 嶼也有少量的發現。

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