文献综述
1．本课题研究的意义和价值
钙长石是斜长石家族中最重要的成员之一。它是岩浆和变质岩中的稀有成分。钙长石的理论组成为20.2％CaO，36.6％Al2O3和43.2％SiO2（基于重量）。钙长石具有介电常数小、热膨胀系数低、体积密度小、比强度高、烧结温度低等优点，应用领域正在不断扩大，如电子工业，热交换器工业和生物医学材料等方面[1-4]。但钙长石在任意温度下可以与钠长石任意比例互溶，因此自然界中几乎不存在纯钙长石，为满足工业需求必须进行人工合成[5]。目前，关于制备钙长石耐高温隔热材料的研究已有报道，但都未对高温下纯钙长石晶体生长做出具体描述。通过对钙长石合成温度研究，确定工业控制生产钙长石所需的最佳温度，减少资源浪费，降低工业生产成本。通过对适宜温度下的钙长石成长状况研究，得到钙长石生长最佳时刻，提高工业生产钙长石的纯度。因此，研究高温固相反应中钙长石物相的生长，对工业生产控制具有极其重要的指导意义。
2．课题研究的现状及发展趋势
2.1钙长石物理结构
钙长石的化学成分CaO·Al2O3·2SiO2，纯净的钙长石理论密度2.75g/cm3,硬度一般为6-6.5。钙长石是一种架状硅酸盐矿物,具有玻璃光泽。三斜晶系,在(010)和(001)解理完全,两组解理角为85°48′，常为板状或板柱状晶体，钙在集合体中为半自形至他形粒状，且双晶纹清楚。
长石具有三种结构型式,且均是由[SiO4]和[AlO4]为基本结构单元以顶角相连的方式构成有序的网络结构,Ca2 处于网络间隙,其中a结构型式为低温稳定,b结构型式为中温稳定,c结构型式为高温稳定。[6]
2.2钙长石物理性质
理论上钙长石的熔点可达1550℃,理论密度为2.74～2.76g/cm3[7],介电常数为6.2F/m[8],热膨胀系数为4.82times;10-6K-1[9],热导率为3.67W/m·K[10],这是钙长石可以作为中温耐火材料的基础。钙长石具有密度小,热导率低等特点。使其在轻质耐火材料方面具有更广泛的应用,钙长石轻质材料具有体积密度小,热导率低,抗热震性能好,抗还原性气氛的特点。
美国生产出的具有代表性的钙长石隔热砖,是以高岭土、粘土熟料和石膏加起泡剂制备得到的,体积密度为0.30～0.45g/cm3,耐压强度为1.0～1.8MPa。日本于1958年开始制造钙长石隔热砖,取得了较好的成果。而我国在钙长石隔热砖方面进行了一部分研究,主要是龚仁友等人以苏州土、硅灰石、蓝晶石、煤歼石、铝酸钙水泥为原料合成钙长石轻质耐火材料,其体积密度0.45g/cm3,耐压强度为1.1MPa,抗折强度为0.9MPa,其生坯强度较低,易破坏。以苏州土、蓝晶石、三级矾土和gamma;-Al2O3为原料获得莫来石轻质耐火材料,体积密度为0.8～0.9g/cm3,耐压强度为3.0MPa,抗折强度为2.5MPa,但在锻烧过程中,体积变化较大,易开裂；张春燕等人以铝酸钙水泥、苏州土、蓝晶石、硅灰石和gamma;-Al2O3为原料,制备出性能优良的钙长石莫来石轻质耐火材料,当钙长石含量为20～23%时,体积密度≦0.5g/cm3,耐压强度≧1.21MPa,抗折强度≧1.02MPa。且随着钙长石含量的增加,制品强度降低,重烧线变化增加。
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