在合成堇青石過程晶種之粒徑及添加量對出現過渡相的關係研究

Translated title of the thesis: Effects of sizes and amounts of seed addition on the presence of intermediate phases in synthesizing cordierite powders
  • 李 曼妮

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究以滑石（d50=6 4 μm）、高嶺土（d50=3 1 μm）以及?-Al2O3（d50=253 nm）粉末依照堇青石之計量比混合。經計算三者以1：10 88：3672 55顆數組成約一10 μm之反應單元。另外添加d50為2 5、21 5、44 3 μm堇青石粉末作為晶種，藉此觀察晶種添加對合成堇青石過程過渡相以及堇青石生成量之影響。計算d50為2 5（C2）、21 5（C20）、44 3 μm（C40）晶種的單層披覆量為15、30、55wt%（-15、-30、-55）。研究主要透過DTA、XRD、XRF、SEM、PSD、分析結果。 結果發現，隨晶種變細，?-Al2O3延後消失，由?-Al2O3生成Spinel的過程改為生成Cordierite，即粗晶種（C20 & C40）：?-Al2O3 + Enstatite → Spinel + SiO2，而細晶種（C2）：?-Al2O3 + Enstatite + 3/2 SiO2 → 1/2 Cordierite。相同情況，Mullite則提前結束，由其結晶相消失過程推知：由Mullite為來源的兩個路徑，即添加粗晶種下：Mullite + 3 Enstatite → 3 Spinel + 5 SiO2，而細晶種：Mullite + 3 Enstatite + 5/2 SiO2 → 3/2 Cordierite。因此Spinel之生成粗晶種多而細晶種少。此結果使Cordierite的生成溫度於1200oC由?-Al2O3、Enstatite、Mullite加上玻璃相SiO2直接合成（在不經Spinel步驟）。即?-Al2O3 + Enstatite + SiO2與Mullite + Enstatite + SiO2，直接生成Cordierite。其中以添加細晶種樣品C2-30 & C2-55最為明顯。上述的影響也隨晶種添加量越多而越明顯。 實驗中三種粒徑晶種之計算單層披覆量樣品（C2-15、C20-30及C40-55）皆可獲得最高之堇青石生成量。而過多與過少晶種都使堇青石生成量下降，其中以細粒徑晶種C2-15現象是最明顯。
Date of Award2015 Feb 11
Original languageChinese
SupervisorChi-Yuen Huang (Supervisor)

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