合成莫来石的原材料是含铝硅酸盐，主要有高岭土、硅线石、红柱石等。为了增加莫来石相的含量，同时消除杂质相如玻璃相或方石英等其他不利物质，人们往往添加其他原料。粉煤灰是热电厂原煤燃烧发电后的副产品,利用粉煤灰合成莫来石陶瓷，不仅降低了环境污染，而且能够获得高附加值的低成本陶瓷。景德镇陶瓷学院的研究人员采用富铝矿物-天然铝矾土以及粉煤灰进行莫来石陶瓷的合成研究。
    试验原料：工业废物粉煤灰取自合肥第二热电厂，平均粒径为11.01μm；天然铝矾土产地为山西阳泉，所用粉体的平均粒径为5.86μm。按照3∶2莫来石的氧化铝、氧化硅的比例，根据粉煤灰和天然铝矾土的XRF成分分析结果，按比例称取一定量的粉煤灰和天然铝矾土（m（粉煤灰）∶m（铝矾土）=45.87∶100）。以氧化锆球、蒸馏水为介质，湿法球磨12 h后，浆料在110℃充分干燥，研磨后备用。研磨后混合物粉体大部分粒子集中在1.30～6.53μm之间。将球磨后的基于3∶2莫来石的混合物粉体在研钵里研磨均匀后，添加适量黏结剂5.07％PVA-1750溶液，混合均匀后在单轴油压机上成型（压力200 MPa），制备出两种规格的试样：条状试样(50 mm×4 mm×4 mm)和片状试样（Φ15 mm×（2～3）mm）。试样干燥后，在不同热处理温度（1 000～1 600 ℃，间隔为50 ℃）下烧成4 h。烧成制度：室温～450 ℃，升温速率为1 ℃•min-1；450～600 ℃，升温速率为2 ℃•min-1；600 ℃～最终温度，升温速率为3 ℃•min-1，在最终温度保温4 h后自然冷却到室温。为了去除有机物质和铝矾土中的结构水，在450 ℃和600 ℃分别保温0.5 h。为了研究热处理过程中的相转变机理，在相同的成型和热处理条件下分别制备了粉煤灰和天然铝矾土的片状煅烧试样。
    结果证明,刚玉与方石英相在1 200~1 300 ℃间通过固态反应生成二次莫来石，在温度高于1 300 ℃时，刚玉相熔于短暂玻璃相中。二次莫来石化及莫来石晶体生长所导致的试样体膨胀大于液相烧结所引起的收缩，导致试样出现膨胀现象。1 600 ℃烧结试样的平均热膨胀系数为5.40×10-6 ℃-1，平均抗弯强度186.19 MPa。因此，以天然非金属矿物铝矾土代替工业氧化铝，同时加入工业废物粉煤灰，运用反应烧结工艺合成了低成本的莫来石陶瓷材料。
（摘编自《陶瓷学报》2011，№2）