资源型矿物简介、硫酸钙晶须.ppt

图2.13 不同煅烧时间的硫酸钙晶须XRD （2h） （4h） （8h） 图2.14 不同煅烧温度的硫酸钙晶须XRD 2）半水硫酸钙晶须制备稳定一体化 在半水硫酸钙晶须的制备过程中加入稳定剂，从而实现在不影响半水硫酸钙晶须生长的前提下使之在常温常压下稳定。研究使用油酸钠、硬脂酸钠和柠檬酸钠等稳定化效果。 硫酸钙晶须制备和稳定的一体化，可以通过分阶段加药的方式实现。分阶段加药的最佳条件为：半水硫酸钙晶须的制备过程中加入硬脂酸钠0.025%、制备后加入油酸钠0.15%。。 2.7 硫酸钙晶须的应用 (1) 用作增强组元 硫酸钙晶须作为塑料、橡胶、聚氨酯等材料的增强组元，可以显著提高制品的弯曲弹性模量、抗拉强度、尺寸稳定性和热畸变温度。增强制品可广泛应用于机械、电子、化工装置的零部件中，提高其相关性能。尼龙6--玻璃纤维增强聚酰胺-6 (2) 用于环境材料 硫酸钙晶须的松散密度极小，具有很大的比表面积，而且硫酸钙晶须无毒，利用晶须间隙和特殊处理后的表面活性，硫酸钙晶须可广泛用作啤酒、饮料、果汁以及药品的过滤。 (3) 用于摩擦材料 由于石棉有毒，在摩擦材料中使用石棉，其粉尘可以引起多种疾病，如矽肺、肺癌、支气管癌和间皮瘤等，西方发达国家已经明令禁止使用，而硫酸钙晶须可作为石棉的理想代替物之一。 表2.3 是用东北大学矿物材料与粉体技术研究中心合成的硫酸钙晶须生产无石棉摩擦片的检测结果。由表中数据可知，含硫酸钙晶须的摩擦材料，在不同温度下的摩擦系数非常稳定，在0.33~0.44之间；磨耗远低于标准要求的数值。 东北大学、浙江三门哈达摩擦材料厂等单位研制了硫酸钙增强的新型铁路货车高摩合成闸瓦。该新型高摩合成闸瓦经铁科院机辆所1:1制动动力试验台测试，各项检验项目均符合铁道部《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件》的要求。 普通火车刹车原理 (4) 提高沥青的软化温度 利用硫酸钙晶须作为沥青填料的研究表明，它对提高沥青的软化点有着决定性影响，加入18.8%硫酸钙晶须后，沥青的软化温度可提高32.8℃，试验结果如表2.4所示。 5.2、硫酸钙晶须制备 东北大学矿物材料与粉体技术研究中心 高鹏 第五章、非金属矿物材料 2.1、晶须概念 晶须是指具有均一的横截面、完整的外形、完善的内部结构，长径比达到5~1000甚至更高的纤维状单晶体。晶须的长度一般为10~1000?m，晶须的直径一般在0.01~10?m之间，最典型晶须的直径在1?m左右。 大多数晶须都是直的，其横截面一般呈方形、三角形、圆形或星型(如图1 所示)，有的晶须甚至是中空的。 2.2、晶须特性 2.2.1 力学性质 晶须的通性是其极高的机械强度，对于小直径晶须，其强度至少比相应的普通材料高一个数量级。 大多数晶须的强度与其直径大小有着密切关系。直径小于1?m时，晶须的强度接近理论值；直径达到100?m时，则晶须的强度与普通材料相差不大。 2.2.2 晶须的磁性 由于其小尺寸、内部结构及外形的完善性，晶须是铁磁性物质磁畴研究最理想的样品。与力学性质相似，晶须的矫顽力也比普通材料高三个数量级，接近理论计算值。 晶须直径下降，矫顽力上升，当晶须直径小于1μm后，晶须矫顽力大幅度提高。理论预测结果表明，理想铁晶体沿(100)方向被磁化后，直至反向磁场达560奥斯特后，一直处于磁化状态。 普通纯铁的反向磁场值为0.1奥斯特，而所有晶须所需的反向磁场值均很高，最高可达480奥斯特。在这样高的反向磁场的作用下，磁场通过晶须时，磁畴壁的移动速度比普通材料快100倍。直径小于100nm的铁磁性晶须的这一特性更加明显。 2.2.3 晶须的电性 晶须的电性能也十分独特，对其尺寸变化更加敏感。晶须的电性能一方面受其内部结构的高度完善性的影响；另一方面受界面的强烈作用。这里的界面包括晶须表面和晶界。晶须内部结构的完善性降低了晶须的电阻；而界面的存在增加了电子的衍射、降低了电子的平均自由程，从而使电阻上升。 硫化锌晶须的光电导性比普通硫化锌晶体高许多倍，因普通晶体中缺陷较多。 2.2.4 晶须的其他性质 锡晶须具有超导性，诱导锡晶须超导转变的临界磁场强度比普通锡超导材料要高得多。钛酸钡晶须具有独特的铁电性。与普通晶体相比，晶须抵抗多种物理化学过程，如溶解、蒸发、腐蚀等的能力较强。这很显然也是晶须内部和表面结构完善的结果。如铁晶须500℃时在氧气中的氧化速度比纯铁多晶样品的氧化速度慢50倍。 2.3、硫酸钙晶须特性 硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为50~80。 硫酸钙晶须与其它短纤维相比，具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、易进行表面处理、与聚合物的亲和能力强、毒性低等优点，而且价