摘要 利用XRF測定了馬龍?zhí)链墒幕瘜W(xué)組成，其中熔劑性氧化物含量較高，如Na₂O的含量高達(dá)6.39wt%。借助XRD和FT-IR分析了瓷石的礦物組成，主要為鈉長石、石英和白云母，其含量依次為50wt%、35wt%和15wt%。根據(jù)DTA-TG分析，并結(jié)合礦物組成分析了瓷石在加熱過程中的熱效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在1200℃時鈉長石和白云母等已分解、熔融燒結(jié)，莫來石相開始生成。瓷石在1300℃煅燒后的物理性能如下：燒成白度僅為22.4，燒成收縮為14.6%，吸水率為0.08%，顯氣孔率為0.13%。

關(guān)鍵詞 馬龍?zhí)链墒?，礦物學(xué)特征，物理性能

1引 言

瓷石是陶瓷生產(chǎn)中使用較為廣泛的原料之一。由于產(chǎn)地、風(fēng)化程度及母巖種類的差異，不同地區(qū)甚至同一地區(qū)不同礦場所產(chǎn)瓷石，其化學(xué)組成、礦物組成及工藝性能常存在較大差別。一般來說，鐵含量在0.5～1wt%之間的適宜于制造細(xì)白瓷；1～3wt%的適宜于制造青瓷；3～8wt%的適宜制造黑瓷。K2O和Na₂O含量低的適用于制坯；K2O和Na₂O含量高的適用于制釉[1]。因此，確定不同產(chǎn)地瓷石的化學(xué)及礦物組成、工藝性能對瓷石應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn)具有實際意義。目前，關(guān)于不同產(chǎn)地的瓷石在陶瓷中的應(yīng)用研究得較多，如余祖球分別對三寶蓬、寧村、南港、清水下、月山等地的瓷石進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究[2～6]，給相關(guān)陶瓷生產(chǎn)企業(yè)起到了一定的指導(dǎo)作用。最近發(fā)現(xiàn)，馬龍?zhí)恋貐^(qū)的瓷石產(chǎn)量較大，所產(chǎn)瓷石雜質(zhì)含量較少，品位較高。但關(guān)于該瓷石的化學(xué)組成、礦物組成及工藝性能等方面的報道很少，為此，本文對該瓷石的有關(guān)性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，為其在陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用提供依據(jù)。

2馬龍?zhí)链墒幕瘜W(xué)與礦物組成分析

2.1 化學(xué)成分分析

利用荷蘭熒光光譜儀(Axios Advance)分析測定馬龍?zhí)链墒幕瘜W(xué)組成，結(jié)果列于表1。

從表1可以看出，馬龍?zhí)链墒蠸iO₂含量為74.97wt%（瓷石中SiO₂含量一般為70～75wt%），熔劑性氧化物含量較高，如Na₂O的含量高達(dá)6.39wt%，因此該瓷石的熔融溫度較大多數(shù)瓷石低。此外，馬龍?zhí)链墒蠪e₂O₃含量偏高，如果要制備一級瓷石（其質(zhì)量要求為Al2O₃>16wt%、Fe₂O₃<0.5wt%、SiO₂<70wt%），除鐵便成為該瓷石選礦加工的主要任務(wù)。

2.2 礦物組成分析

采用德國布魯克D8 Aavance型X射線衍射分析儀對馬龍?zhí)链墒瘶悠愤M(jìn)行XRD分析（Cu靶Kα射線，管壓40kV，管流40mA，2°/min），結(jié)果見圖1和表2。

由圖1和表2可以看出，馬龍?zhí)链墒闹饕V物組成包括鈉長石、石英和白云母。其中，鈉長石含量最高，為50wt%，比石英含量高出15%，這在大多數(shù)瓷石中是很少見的。鈉長石含量高與熒光分析結(jié)果中馬龍?zhí)链墒c含量較高吻合?？梢灶A(yù)見，由于鈉長石助熔性較強(qiáng)，該瓷石的燒結(jié)溫度要比大多數(shù)瓷石低。

此外，采用美國傅立葉紅外光譜儀(Nicolet5700)對馬龍?zhí)链墒M(jìn)行了紅外光譜分析，結(jié)果見圖2。

由圖2可以看出，馬龍?zhí)链墒?625cm-1處出現(xiàn)了由白云母中羥基的伸縮振動而引起的吸收峰。在1098cm-1和1037cm-1附近出現(xiàn)了與鈉長石有關(guān)的特征吸收峰[11～12]。其中1098cm-1為Si-O伸縮振動吸收峰，1037cm-1為Si(Al)-O伸縮振動吸收峰。在1400～2000cm-1范圍內(nèi)存在石英的Si-O伸縮振動吸收峰[13～14]。另外，在500～900cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)了較多復(fù)雜的吸收峰，它們是由石英、鈉長石及白云母在此范圍內(nèi)特征峰的疊加所致[7～14]。這些分析與XRD分析得出的馬龍?zhí)链墒V物組成一致。

3馬龍?zhí)链墒臒岱纸膺^程研究

取適量馬龍?zhí)链墒V進(jìn)行差熱-熱重分析，結(jié)果見圖3。將馬龍?zhí)猎V粉碎，取少量于坩堝中分別在700℃、1200℃和1300℃煅燒后進(jìn)行XRD分析，結(jié)果見圖4。

由圖3可以看出，在馬龍?zhí)链墒顭崆€上的571℃、656℃和1330℃處存在吸熱峰，在780℃處存在放熱峰。其中571℃和656℃處的吸熱峰分別對應(yīng)著白云母吸附水以及其層間水的排除和石英的晶型轉(zhuǎn)化階段，780℃的放熱峰則由白云母脫去結(jié)構(gòu)水引起[6，8]。從馬龍?zhí)链墒?00℃煅燒前后的XRD圖譜（圖1和4）可以看出，煅燒前后馬龍?zhí)链墒V物組成未發(fā)生明顯改變，只是鈉長石和石英物相的衍射峰強(qiáng)有所增加，表明它們的晶化程度提高， 而白云母峰強(qiáng)卻有所降低，表明白云母已開始分解，這與DTA曲線上出現(xiàn)白云母吸附水、層間水以及結(jié)構(gòu)水的脫出引起的吸放熱峰吻合。從熱重曲線可以看出，燒成溫度高于1000℃時，失重曲線平緩，伴隨著 1000℃以前的熱效應(yīng)有2.75wt%的失重，這主要也是與白云母中吸附水、層間水和結(jié)構(gòu)水的脫出有關(guān)。

由圖3還可以看出，在馬龍?zhí)链墒顭崆€的1330℃附近有一個較寬的吸熱峰，而從1200℃煅燒后的XRD圖譜中發(fā)現(xiàn)，鈉長石和白云母衍射峰全部消失，而石英的衍射峰仍存在，同時還有少量的莫來石衍射峰存在，這表明鈉長石和白云母在1200℃之前已全部熔融分解，莫來石相已經(jīng)開始形成，對應(yīng)可參看圖4。煅燒溫度升至1300℃后，XRD圖譜中莫來石和石英的衍射峰強(qiáng)度都有所增加，具體可見圖4。這表明1330℃附近存在一個較寬的吸熱峰，可能由形成的莫來石熔解時吸收熔解熱引起的。

此外，用于馬龍?zhí)链墒?200℃煅燒的坩堝也出現(xiàn)了燒結(jié)現(xiàn)象，這與前面分析發(fā)現(xiàn)馬龍?zhí)链墒腥蹌┑V物含量較高，其燒結(jié)溫度要比大多數(shù)瓷石低一致。

4馬龍?zhí)链墒V物的物理性能

將馬龍?zhí)链墒V粉碎，加適量水分別在一定壓力下干壓成形為條狀和餅狀試樣，于1300℃煅燒，測定其物理性能，列于表3。

由表3可知，馬龍?zhí)链墒療砂锥葍H為22.4，燒成收縮為14.6%，吸水率為0.08%，顯氣孔率為0.13%。其中，馬龍?zhí)链墒療墒湛s大、抗折強(qiáng)度高、顯氣孔率低，這些與該瓷石中熔劑性氧化物含量較高有關(guān)。因為馬龍?zhí)链墒涒c含量高、燒成溫度低，所以可作為坯料的熔劑性原料，可用作仿古磚、?；u、衛(wèi)生潔具坯用原料。

5結(jié) 論

（1） 利用XRF測定了馬龍?zhí)链墒幕瘜W(xué)組成，其中熔劑性氧化物含量較高，如Na₂O的含量高達(dá)6.39wt%。借助XRD和FT-IR分析了瓷石的各種礦物組成，主要為鈉長石、石英和白云母，百分含量依次為50wt%、35wt%和15wt%。

（2） 根據(jù)DTA-TG分析，并結(jié)合礦物組成分析了瓷石在加熱過程中的熱效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在1200℃鈉長石和白云母等已分解、熔融燒結(jié)。

（3） 馬龍?zhí)链墒?300℃煅燒后的物理性能如下：燒成白度僅為22.4，燒成收縮為14.6%，吸水率為0.08%，顯氣孔率為0.13%。

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