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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 无机非金属 » 矿物材料 » 求助：莫来石和石英的硬度哪个大？强度哪个高？
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Terrysunpeng

铜虫 (小有名气)

[交流] 求助：莫来石和石英的硬度哪个大？强度哪个高？

莫来石和石英
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1楼 2012-07-24 21:15:58
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wwwzkb

新虫 (初入文坛)
★
Terrysunpeng(金币+5): 谢谢参与
　莫来石是Al2O3 -SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al2O3-2SiO2 ，天然莫来石非常少，通常用烧结法或电熔法等人工合成。 密度: 3.16g/cm3 　　莫氏硬度: 6~7 　　耐火度: 1800°C时仍很稳定,1810 °C分解为刚玉和液相
　石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 。石英砂的颜色多种多样常为乳白色、无色、灰色。硬度为7，性脆，无解理，贝壳状断口。油脂光泽，相对密度为2.65，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃。具压电性。
这些无机矿物质的机械强度都很高，二者相比而言，石英强度更高。
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2楼2012-07-27 22:22:18
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Terrysunpeng

铜虫 (小有名气)
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2楼: Originally posted by wwwzkb at 2012-07-27 22:22:18
　莫来石是Al2O3 -SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al2O3-2SiO2 ，天然莫来石非常少，通常用烧结法或电熔法等人工合成。 密度: 3.16g/cm3 　　莫氏硬度: 6~7 　　耐火度: 1800°C时仍很稳定, ...

你好！按你这样理解的话！在随着化学组成氧化硅和氧化铝的变化，如果生成的莫来石相逐渐减少，石英增多的话。那么制备的烧结体强度越高!这样解释可以吗？
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3楼2012-07-29 10:47:48
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Terrysunpeng

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by wwwzkb at 2012-07-27 22:22:18
　莫来石是Al2O3 -SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al2O3-2SiO2 ，天然莫来石非常少，通常用烧结法或电熔法等人工合成。 密度: 3.16g/cm3 　　莫氏硬度: 6~7 　　耐火度: 1800°C时仍很稳定, ...

请问：
对烧结陶瓷或陶粒强度其主要作用的是哪种矿物成分？
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4楼2012-07-29 10:49:11
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whd博士

木虫 (著名写手)
★
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3楼: Originally posted by Terrysunpeng at 2012-07-29 10:47:48
你好！按你这样理解的话！在随着化学组成氧化硅和氧化铝的变化，如果生成的莫来石相逐渐减少，石英增多的话。那么制备的烧结体强度越高!这样解释可以吗？...

这样解释不是很恰当，因为这个要看整个体系，如果莫来石在体系中呈弥散状，并且呈针状莫来石存在，那么整个烧结体的强度高可能更多的是晶须增强机制，而不是因为石英本身强度比较高。而且，即便是石英增多，强度也不一定就很强，石英的重建型转变比较多，在烧结过程中容易因为晶型转变造成内部热应力而产生大量微裂纹，造成强度降低~~~~~~
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5楼2012-07-29 11:01:48
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Terrysunpeng

铜虫 (小有名气)
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5楼: Originally posted by whd博士 at 2012-07-29 11:01:48
这样解释不是很恰当，因为这个要看整个体系，如果莫来石在体系中呈弥散状，并且呈针状莫来石存在，那么整个烧结体的强度高可能更多的是晶须增强机制，而不是因为石英本身强度比较高。而且，即便是石英增多，强度也 ...

你好！我最近再做一个烧结体强度的实验！煅烧温度在1050.1150，1250.不同组分的氧化硅和氧化铝用量，和一些助熔组分，随着煅烧温度和，氧化硅和氧化铝比值的增加，结果强度都在增加。用XRD表征出相同组分中在不同的煅烧温度下的莫来石和石英相是随着温度的增加而增大，然而相同温度下，随着不同氧化硅和氧化铝的比值增大，xrd现实莫来石峰降低，然而石英的峰在增加。请问怎么解释。我解释不是很有舒服力了？特想你请教。
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6楼2012-07-29 13:32:38
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whd博士

木虫 (著名写手)
★
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首先，相同温度下，随着氧化硅和氧化铝比值增大，XRD中莫来石峰降低、石英衍射峰增加，这个表明样品中石英含量相对增强，这个从相图中就可以进行解释......这个估计你看了相图就懂了~~~~~~而相同组成的样品物相XRD随着温度升高而升高则主要是温度高，莫来石合成反应完全，石英的晶化量增加，因此两者的强度都增加。至于两种情况下样品的强度都增大，我建议把样品的断面拍SEM，以确定样品的微观结构和晶相分布，那样可以确定增强的机理，我个人认为，强度增加一个是针状莫来石的增强，另外一个就是烧结体致密度提高、物相分布均匀。
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7楼2012-07-29 17:25:39
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Terrysunpeng

铜虫 (小有名气)
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7楼: Originally posted by whd博士 at 2012-07-29 17:25:39
首先，相同温度下，随着氧化硅和氧化铝比值增大，XRD中莫来石峰降低、石英衍射峰增加，这个表明样品中石英含量相对增强，这个从相图中就可以进行解释......这个估计你看了相图就懂了~~~~~~而相同组成的样品物相XRD随 ...

你好！首先很感谢你的指导！还有问题想问一下。。煅烧温度为1050.1150.1250.组分中难熔组分和易荣组分的比值逐渐减少。是不是意味着液相增加，有利于烧结体的致密化？同时烧结体收缩较大？强度时逐渐增大？我想找出原料化学组成对烧结体强度和矿物组成的影响。结果就发现了上面问题的规律。原料化学组成主要是氧化铝，氧化硅和助溶剂对烧结体强度的影响。结果出现了上述问题
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8楼2012-07-29 22:17:32
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whd博士

木虫 (著名写手)
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8楼: Originally posted by Terrysunpeng at 2012-07-29 22:17:32
你好！首先很感谢你的指导！还有问题想问一下。。煅烧温度为1050.1150.1250.组分中难熔组分和易荣组分的比值逐渐减少。是不是意味着液相增加，有利于烧结体的致密化？同时烧结体收缩较大？强度时逐渐增大？我想找出 ...

额······我没怎么看明白，你是在三个温度下分别改变组分还是说经过三个温度处理后样品中难熔组分和熔融组分的量的比值减小了？不过有一点可以肯定，液相量的增加，一般情况下是有利于烧结体的致密化，因为高温液相流动性比较好，可以填充晶粒间的空隙。但是对于强度的提高，可能还要考虑微观结构的影响，如果液相量过多，软化温度过低，会造成高温变形，甚至起泡，也就是过烧了。至于原料化学组成对烧结体强度和矿物组成的影响，这个影响因素很多，除了本身化学组成，还跟煅烧温度，保温时间等等因素有关。一般这个在相图上完全可以分析出来，尤其是温度对烧结体矿物组成的影响。
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9楼2012-07-30 08:34:28
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Terrysunpeng

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9楼: Originally posted by whd博士 at 2012-07-30 08:34:28
额······我没怎么看明白，你是在三个温度下分别改变组分还是说经过三个温度处理后样品中难熔组分和熔融组分的量的比值减小了？不过有一点可以肯定，液相量的增加，一般情况下是有利于烧结体的致密化，因为高 ...

我做的实验是五种不同组分（原料中难容组分和助熔组分比值较少）在上述三个温度段煅烧，都保温30分钟的。还想知道氧化硅和氧化铝比值对生成莫来石有什么影响？你所说的相图是什么相图！我对相图了解的不是很多。新手。（我所用的原料不是纯的，而是一些化学成分主要为氧化铝和氧化硅的工业废物）
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10楼2012-07-30 21:24:42
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whd博士

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10楼: Originally posted by Terrysunpeng at 2012-07-30 21:24:42
我做的实验是五种不同组分（原料中难容组分和助熔组分比值较少）在上述三个温度段煅烧，都保温30分钟的。还想知道氧化硅和氧化铝比值对生成莫来石有什么影响？你所说的相图是什么相图！我对相图了解的不是很多。新 ...

做无机非金属材料的，如果不懂相图，可能很多时候对于反应的理解以及产物的组成的理解会非常吃力。莫来石的相图，就是氧化铝-氧化硅系统相图，是一个无机材料领域非常基础的一个二元相图。另外你说你原料中的助熔组分和难熔组分，尤其是难熔组分，这个事怎么定义的？是指主原料还是仅仅是添加剂？另外氧化硅和氧化铝比值对莫来石生成的影响，一个是从相图上看，另外还要根据你的合成工艺以及添加剂的种类和数量，以及你的原料的质量以及粉体细度等等方面的因素来考虑。学材料，要有扎实的基础，实验只是一回事~~~~~~
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11楼2012-07-31 12:25:09
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Terrysunpeng

铜虫 (小有名气)
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11楼: Originally posted by whd博士 at 2012-07-31 12:25:09
做无机非金属材料的，如果不懂相图，可能很多时候对于反应的理解以及产物的组成的理解会非常吃力。莫来石的相图，就是氧化铝-氧化硅系统相图，是一个无机材料领域非常基础的一个二元相图。另外你说你原料中的助熔组 ...

恩，说得甚是。我以前是主攻水泥混凝土方向的。呵呵 不过你说的很有道理。对我很有收获。非常感谢。
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12楼2012-07-31 18:51:07
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