六铝酸钙(CA6)是具有较强抗水化和抗高温熔渣侵蚀的铝钙系耐高温化合物，耐火度高。镁铝尖晶石(MA)具有熔点高(2 135 ℃)、抗热震性好、抗冲击、抗碱侵蚀能力强等特点。研究表明：片状CA6穿插于刚玉相或尖晶石相之间能够改善耐火材料的力学性能。中国地质大学的研究人员以白云石和工业氧化铝为原料，制备出了六铝酸钙-尖晶石耐高温复相材料，并研究了氧化铝加入量和烧结温度对复相材料物相和性能的影响。
　　以河北灵寿白云石（w（CaO）＝29.42%，w（MgO）＝19.58%，w（CO2）＝49.41%）和市售工业氧化铝（w（Al2O3）＝98.97%）为原料，平均粒径均为23 μm。
　　通过理论计算，在CA6-MA复相材料中，Al2O3的质量分数为88.32%。根据氧化铝含量变化，设计了5种配方，各试样的配料组成见表1。其中，试样3为理论配方。
表1          各试样的配料组成(w)/%
试样 Al2O3 CaO＋MgO
1   84.32   15.68
2   86.32   13.68
3   88.32   11.68
4   90.32   9.68
5   92.32   7.68
　　按照表1配方进行配料，用氧化铝球球磨湿混3 h，干燥后的粉体在50 MPa下冷压成型，然后分别在1 500、1 550、1 600和1 650 ℃下烧结3 h制得CA6-MA试样。用X射线荧光测试仪对原料的化学组成进行分析；X射线粉末衍射仪分析试样的物相组成；用扫描电子显微镜(SEM)观察试样的微观结构。采用Archimedes排水法测量试样的体积密度和显气孔率；通过三点弯曲法测定试样的抗折强度。
　　试验结果：（1）1 500 ℃烧结后，试样的XRD谱显示，制备的复相材料中除了MA相外，随着Al2O3加入量的增加，CaO•2Al2O3(CA2)逐渐减少直至消失，同时CA6的含量相应增加。当Al2O3加入量为90.32%时，XRD图谱中除了CA6和MA的特征峰外并无其他明显的杂峰。当Al2O3加入量达到92.32%时，除CA6和MA 外，试样中还出现了刚玉相，说明氧化铝已过量。所以氧化铝的最佳加入量为90.32％。(2)当氧化铝加入量为90.32%时，分别在1 500，1 550，1 600 ℃和1 650 ℃下保温3 h热处理后制备的CA6/MA复相材料的物相组成均为CA6和MA，无明显杂相，表明在1 500 ℃以上，烧结温度的提高对复相材料的物相组成影响不大。(3)在不同烧结温度下，复相材料中的CA6晶粒均呈片状或板状。随烧结温度提高，CA6晶粒逐渐长大，片状晶体厚度增加。(4)随烧结温度提高，试样的体积密度增大，显气孔率降低，抗折强度相应提高。当工业氧化铝加入量为90.32%、烧结温度为1 650 ℃时，试样具有最大体积密度（2.07 g•cm-3），最低显气孔率（48.78%），最大抗折强度（54.3 MPa）。
（摘编自《硅酸盐学报》2010，№10）