名称：硅灰石

别名：硅酸钙

描述

硅灰石是一种白色非金属天然矿物，化学名称为偏硅酸钙，CaSiO 3。它是唯一一种完全为针状（针状晶体）的市售纯白色矿物。硅灰石可提供细粒度粉末以及纤维状“高纵横比”产品 (20:1)。这种材料有一种非常不寻常的质地，它根本不流动（一只手可以用手指向下拿起）。1822 年，英国科学家威廉·沃拉斯顿爵士首次发现了硅灰石的独特品质。然而，硅灰石作为一种市售原料直到 1950 年代才出现。1980 年代和 90 年代出现了爆炸性的市场增长，主要工业部门都采用了这种材料。

矿床主要在美国、中国、印度、墨西哥、加拿大和芬兰开采。它们的纯度各不相同；有些几乎不需要选矿；其他可能需要去除高达 80% 的杂质，例如石榴石、透辉石、石灰石和白云石（例如通过磁选、泡沫浮选、光学分选）。合成硅灰石也是通过将生石灰与石英、碳酸钙和水合钙混合制成的。

没有商业产品具有此处显示的理论化学性质。325目是陶瓷中常用的。

Nyad 325 的一些示例物理数据（美国）（Vansil W-30 非常相似）

外观：亮白色
形状：针状
比重：2.9
折射率：1.63
GE 亮度：90
pH（水溶液）：9.9
水溶性（gms./100cc）：0.0095
密度（lbs./cu.ft.）：181 (2.9 g/cc)
莫氏硬度：4.5
膨胀系数: (in/in/degree C ): 6.5 x 10 -8
熔点: 1410
on 325# sieve : 1% (Vansil W-30: 0.05%)
Hegman 晶粒细度: 3 (Vansil W-30: 4)
中值粒径：14
表面积(m2/g) (BET)：1.5
LOI (1000C)：0.5% (Vansil: 1.6%)

硅灰石的纤维形式对人体非常有益。在低温烧制陶瓷中，硅灰石可减少干燥和烧制收缩以及干燥和烧制翘曲。它还有助于降低烧制产品中的水分和 热膨胀，并提高烧制强度。它在没有LOI的情况下燃烧，其纤维有助于排出气体。这些因素使其成为瓷砖主体中的重要组成部分，特别是对于快速射击。在低火陶器配方中常见 10% 的硅灰石。玻璃体和半玻璃体通过少量添加（2-5%）也可以减少收缩，但是当温度超过 1100 摄氏度时，硅灰石会变成更强的助熔剂。SiO 2和CaO _它有助于更容易地反应形成硅酸盐，因此硅灰石被用作高温卫生洁具、瓷砖和电绝缘体的主要助熔剂（增加长石和二氧化硅，显着降低它们的百分比）。

硅灰石在水中表现出轻微的溶解度，但含有它的泥浆会变得更碱性（可能会影响流变特性）。在浇注体中，这可能是一个好处，它的凝胶化会降低浇注率。

粉末形式在储存过程中倾向于形成团块（这会在釉料中形成团块，需要过筛）。制造商警告说，应轮换库存以防止其变旧，应将其存放在干燥的条件下，并且托盘的堆叠高度不应超过两个。

在较高温度下，粉末形式作为釉料（和坯体）中 CaO 助熔剂的来源是有价值的。CaO 的另一个主要原料来源是白鲑，但它会释放大量分解气体，从而产生悬浮的微气泡，需要缓慢燃烧才能清除。此外，由于硅灰石也来源于二氧化硅，因此釉料配方使用它不需要那么多的原始二氧化硅粉末，尤其是在较低温度下（因为硅灰石是 SiO 2的来源）。硅灰石更容易在更高温度下熔化有一个奇怪的副作用：釉料可以耐受更高的 SiO 2（来自硅灰石）并且熔化得一样好或更好。

在玻璃和玻璃纤维制造中，硅灰石更容易熔化（能源成本更低），并且微气泡的产生低于石灰石-沙子混合物。

硅灰石具有晶种（在交感化学的釉熔体中）的能力，并且对于产生依赖于失透（冷却过程中的结晶）的特殊效果很有价值。由于 CaO 趋于失透在高温缓慢冷却的釉料中，硅灰石可用于使快速冷却的低 CaO 含量的釉料表现出相同的效果。

硅灰石还用于着色剂和熔块配方，以提供更容易熔化的 CaO。尽管粉状样品的手感和肉眼可能看起来非常相似，但如果您需要更换品牌或供应商，请注意 +325 材料的用量。

矿物学vs. 化学，硅灰石 vs. 碳酸钙

硅灰石很好地证明了我们必须将化学视为一门相对科学的事实，是釉料拼图中的一部分。材料的矿物学是另一个需要考虑的重要因素。例如，熔化温度熔块或玻璃的数量是可以预测的，但由于原始矿物通常是结晶的，因此将分子结构结合在一起的键更复杂。例如，化学性质相似甚至相同的矿物的熔化温度可能大不相同。为了证明我们采用了可靠的锥形 6钙哑光釉料（硅灰石 - 34.0，Ferro Frit 3134 - 21.0，高岭土- 45.0），并使用上述技术计算了使用白垩来获取 CaO 的等效配方。我们将两种釉料并排烧制在直立的瓷砖上，并在流量测试仪中烧成锥形6（如下图所示）。您可能会期望这些釉料会燃烧相同的颜色，因为它们具有相同的化学成分。不是这样。硅灰石版本在流量测试仪上运行得更多。这是因为硅灰石在比白粉低的温度下熔化，或者更容易溶解在熔化的玻璃料中。此外，白鲑版本中夹带的气泡数量要高得多（白鲑的 LOI 为 45%）。此外，硅灰石版是一种丝滑宜人的哑光，白粉版是有光泽的。前者更具流动性的熔体使晶体在冷却过程中更自由地生长。

简单地看釉面砖，人们可能很容易认为透明光泽白粉版比哑光硅灰石版融化得更多，但显然情况恰恰相反。这是一个很好的提醒，需要从透视角度看待陶瓷计算。他们擅长持续预测配方中现有材料数量的变化将如何影响烧制性能。作为未知釉料特性的绝对指标，它们的可靠性要低得多。永远记住，釉料是由具有化学、矿物学和物理特性的材料制成的，你不能忽视其中的任何一个。

奇怪的是，通过添加氧化镁和正确的烧制，可以制造出高孔隙率的硅灰石耐火材料。