天然石膏制備燒石膏晶須試驗研究*

陳秋菊,姚 金,丁文金,孫紅娟,彭同江

(1.西南科技大學 固體廢物處理與資源化教育部重點實驗室,四川 綿陽 621010;2.西南科技大學 礦物材料及應用研究所,四川 綿陽 621010)

0 引言

晶須是指在人工控制條件下以單晶形式生長而成的具有一定長徑比的單晶纖維材料,其具有良好的機械強度、電絕緣性以及輕量、高彈性模量、高硬度等特性,作為塑料、金屬、陶瓷等的改性增強材料時顯示出了極佳的物理化學性能和優異的力學性能。目前國內外研究的晶須材料包括SiC晶須[1]、Al2O3晶須[2]、Si3N4晶須[3]、CaCO3晶須[4]、MgO晶須[5]、硫酸鈣晶須[6]等。相比其他晶須,硫酸鈣晶須以其制備工藝簡單、原料來源廣泛、在復合材料中良好的相容性以及無毒等特性而備受關注。

硫酸鈣晶須分為二水硫酸鈣晶須、半水硫酸鈣晶須和無水硫酸鈣晶須。常用的制備方法主要有水熱法和常壓酸化法,主要原料有天然石膏、工業副產石膏、電解錳渣等。何德軍等[7-9]在水熱條件下以磷石膏、脫硫石膏等工業副產石膏為原料,系統研究了二水硫酸鈣晶須、半水硫酸鈣晶須[10]和無水硫酸鈣晶須[11]制備工藝,并對晶須制備過程中工藝條件的影響因素、晶須生長機制等進行了探索。相關研究雖然可為硫酸鈣晶須材料的工業化生產提供一定參考,但仍無法改變該方法反應過程較難控制、所得晶須產品品質差異較大、整個制備過程需在高溫高壓下進行等缺點。因此,隨著對硫酸鈣晶須制備工藝研究的不斷深入,常壓法制備硫酸鈣晶須越來越受到國內外學者的關注[12-14]。……