锆英石和氧化铝通过原位反应形成的氧化锆-莫来石复相材料既具有氧化锆材料的耐高温、高韧高强、不导电以及极高的耐磨性和耐化学侵蚀性等，又具有莫来石材料抗热震性能好等特点，可以作为耐火材料的原料或应用于高温结构材料等领域中，此外，该工艺还可以实现锆英石等含锆非金属矿物的高效增值利用。中国地质大学的研究人员通过锆英石和不同氧化铝源的原位反应制备了氧化锆－莫来石复相材料，研究了合成温度、氧化铝源对该复相材料的物相组成、显微形貌和性能的影响。
　　试验选用的原料包括锆英石（w（ZrO2）＝62.63％、w（SiO2）＝33.17％、w（HfO2）＝2.72％，720 nm≤d50≤1000 nm）；α-Al2O3（w（α-Al2O3）＞99.0％）；γ-Al2O3（w（γ-Al2O3）＞99.0％）以及Al（OH）3(w（Al（OH）3）＞99.0％)。
　　锆英石和不同氧化铝源之间的化学反应方程如下：
2ZrSiO4+3Al2O3＝3Al2O3•2SiO2 +2ZrO2（1）
2ZrSiO4+6Al（OH）3＝2ZrO2+3Al2O3•2SiO2+9H2O（2）
　　将锆英石和氧化铝源α-Al2O3、γ-Al2O3按化学反应方程式（1）进行配比；将锆英石和氧化铝源Al（OH）3按化学反应方程式（2）进行配比。将上述原料配比分别置于以氧化铝球为球磨介质、酒精为球磨溶液的球磨罐中球磨6 h使原料充分混合均匀后，在200 MPa的压力下压制成φ10 mm×2 mm的试样，并将试样在室温下干燥24 h。将成型好的试样置于高温电炉中分别在1 450、1 500、1 600和1 650 ℃的温度下烧成3 h后自然冷却。利用XRD分析烧成后试样的物相组成，扫描电镜观察试样的显微形貌；测试试样的体积密度、线变化率。
　　结果表明，锆英石与α-Al2O3、γ-Al2O3或Al（OH）3原位反应可获得高致密度的氧化锆－莫来石复相材料，莫来石的形成是通过锆英石分解生成的无定形SiO2与氧化铝源间的莫来石化反应实现的；控制合成温度和氧化铝源可以得到不同物相组成的氧化锆－莫来石复相材料，本试验最佳合成温度为1 600 ℃，最佳氧化铝源为α-Al2O3。
（摘编自《中国非金属矿业导刊》2011.№1）