Ba²⁺离子掺杂对C₂S结构稳定性的影响

来源期刊：耐火材料2016年第4期

论文作者：邹千 马妍 王玺堂 王周福 刘浩 刘奇

文章页码：265 - 268

关键词：镁钙质耐火材料;反应烧结;掺杂;硅酸二钙;钡离子;稳定机制;

摘    要：为了避免镁钙质耐火材料表面的C₂S保护层发生晶型转变导致的剥落,从而延长镁钙材料的使用寿命,以分析纯Ca（OH）₂、Si O₂、Ba CO₃为原料,在按n（Ca O）:n（Si O₂）=2 1配料的纯C₂S试样中掺入不同量的Ba CO₃（其掺入量以Ba O质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%和6%计算）,于1 450℃保温3 h烧结制备了掺杂不同量Ba²⁺离子的C₂S试样。通过观察烧后试样的粉化程度,并利用XRD和TEM分析物相组成和晶体结构,研究了引入Ba²⁺离子对C₂S晶体结构稳定性的影响,同时探讨了Ba²⁺离子稳定C₂S晶体结构的机制。结果表明:未掺杂Ba²⁺离子的试样已完全粉化,只有γ-C₂S纯相;而掺杂Ba²⁺离子的试样烧后粉化情况均有所减轻,其中引入4%（w）Ba O的试样没有出现粉化及明显的裂纹,仍保持β-C₂S的晶体结构。其稳定机制是:在C₂S中引入适量Ba²⁺离子后,Ba²⁺离子取代部分Ca²⁺离子,降低了缺陷自由能,从而稳定了β-C₂S。