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莫来石晶须具有优良的力学性能,尤其是高温力学性能,常用于增韧高温陶瓷材料。原位复合技术生成莫来石晶须增韧基体材料有着无可比拟的优越性。大部分高温陶瓷材料基体采用干压压制的工艺条件,这就要求莫来石前驱体也采用干压压制的条件。然而,目前有关在干压压制的工艺条件下采用废料煤矸石制备莫来石晶须还没有系统的研究报道。本课题在干压压制条件下,基于低成本和废料资源化利用的考虑,采用废料煤矸石和不同铝源在干压条件下原位生长莫来石晶须。系统地研究了影响莫来石晶须形貌和长径比的因素,并且确定最佳工艺条件。 本论文创新性的提出了干压压制条件下制备莫来石晶须的气固反应、纯固相反应、有液相参与的固相反应三阶段反应模型。并应用此模型解释了样品的性能与显微结构的关系。实验结果表明:工业氢氧化铝相比于煅烧氧化铝、煅烧铝矾土在干压压制的条件下更有利于莫来石晶须的生长。首先其晶须长径比较大,其长径比为17.6。其次有利于样品的致密化。添加不同的金属氧化物矿化剂后晶须的长径比变小;同时,不同的金属氧化物起到烧结助剂的作用。无添加矿化剂条件下,烧成温度在1400℃~1500℃时,体系中网状交叉结构的针状莫来石会向堆积的柱状莫来石转变。 内置氟化铝的样品能形成均匀和大量的莫来石晶须,而外置氟化铝只能在局部形成莫来石晶须,其它位置的莫来石以粒状和鳞片状存在。随着氟化铝添加量的增加,晶须的长径比变大,当氟化铝添加量为10wt%时,晶须的长径比达到38.5。本课题的研究成果对原位生成莫来石晶须提供了实验依据。