中國粉體網(wǎng)訊 堇青石作為一種寶石材料，它外觀非常漂亮，藍(lán)色堇青石還有著“水藍(lán)寶石”的美名，受到大家的喜愛。據(jù)說在1000多年以前，維京人在沒有任何導(dǎo)航工具，天空又常常是陰云密布的情況下，穿越了極地冰冷的海洋，萬里跋涉到達(dá)美洲，傳說他們是借助了堇青石的力量。
（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
其實(shí)，堇青石除了美麗的傳說和外表外，它在工業(yè)上還有很多重要應(yīng)用。
在工業(yè)領(lǐng)域，堇青石是一種具有多用途的非金屬礦物原料，被廣泛應(yīng)用于冶金、電子、汽車、化工、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，可用作優(yōu)質(zhì)的耐火材料、電子封裝材料、催化劑載體、泡沫陶瓷、印刷電路板和低溫?zé)彷椛洳牧系取Ｋ瓤蓡为?dú)作為材料使用，又可與其他材料進(jìn)行復(fù)合，制備出復(fù)合材料。
下面我們就來了解一下堇青石有哪些重要應(yīng)用。
在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用
1、氧化鋁-堇青石復(fù)合陶瓷
氧化鋁陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度及良好的抗氧化和化學(xué)穩(wěn)定性，因此氧化鋁陶瓷是一種用途非常廣泛的工程陶瓷。但氧化鋁陶瓷材料熱膨脹系數(shù)較高，為8.5×10－6℃－1(20～1000℃)，抗熱震性能較差，難以承受劇烈的熱沖擊。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，將具有低熱膨脹系數(shù)的堇青石引入到氧化鋁陶瓷中，可以提高氧化鋁陶瓷的抗熱震性能。
2、莫來石-堇青石復(fù)合陶瓷
堇青石陶瓷最突出的優(yōu)點(diǎn)是抗熱震性能好，但其缺點(diǎn)是耐腐蝕性差，機(jī)械強(qiáng)度低，燒結(jié)溫度窄。莫來石陶瓷具有很多優(yōu)良的特性，如高熔點(diǎn)、抗蠕變性、低膨脹系數(shù)、高強(qiáng)度及抗腐蝕性等。因此，將莫來石與堇青石進(jìn)行復(fù)合，制備出莫來石-堇青石復(fù)合陶瓷，可以發(fā)揮出二者各自的優(yōu)點(diǎn)，提高材料的性能。
3、其他原材料與堇青石復(fù)合的陶瓷材料
除了氧化鋁與莫來石，堇青石還能與其他原材料合成陶瓷復(fù)合材料。如與鋰長石結(jié)合制備出透鋰長石-堇青石復(fù)相低膨脹陶瓷材料；與紅柱石結(jié)合制備出紅柱石-堇青石復(fù)相陶瓷材料，用于太陽能熱發(fā)電用儲(chǔ)熱；與碳化硅結(jié)合制備出堇青石-碳化硅復(fù)相陶瓷涂層材料，用于太陽能集熱器的吸收涂層；與皂石結(jié)合既保留了皂石陶瓷低介電損耗，耐高溫性和機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上降低了其膨脹系數(shù)，提高了性能。
（圖片來源：日本京瓷）
在耐火材料領(lǐng)域的應(yīng)用
憑借較低的熱膨脹系數(shù)，堇青石除了應(yīng)用于陶瓷材料外，也應(yīng)用于隧道窯的硼板和支架材料等耐火材料。同時(shí)堇青石具有低密度，低熱傳導(dǎo)性能和高溫?zé)岱�(wěn)定性，堇青石可應(yīng)用于較高溫度的火焰表面，如火焰噴嘴；也可應(yīng)用于冷熱交替快的熱交換器上，如耐熱瓷，耐熱鍋等。
在消失模鑄造中，耐火涂層對(duì)鑄件性能和尺寸的影響十分巨大。因此，要求耐火涂層具有一定的耐火度和透氣性、易干燥、易與聚合物粘接，并且干燥后不易開裂，最終易去除。堇青石作為消失模耐火涂層，它具有高的耐火度，低熱膨脹系數(shù)保證了鑄件的尺寸精度，其良好的熱震性保證了涂層不出現(xiàn)裂紋，它結(jié)構(gòu)疏松有利于排氣，對(duì)生產(chǎn)高質(zhì)量鑄件有巨大意義。
在多孔材料領(lǐng)域的應(yīng)用
堇青石不但具有結(jié)構(gòu)疏松、抗熱震性好、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，還具有良好的吸附性能以及孔壁薄、幾何表面積大等特點(diǎn)，可以收集有害物質(zhì)，并且與各種催化劑活性組分的匹配性良好，適宜作為多孔材料使用，可用于制備多孔材料如蜂窩陶瓷和泡沫陶瓷，作為凈化廢氣的理想催化劑載體和過濾裝置，用于汽車尾氣凈化、金屬熔體過濾、高溫?zé)煔膺^濾、超細(xì)粒子過濾、催化燃燒、熱交換等化學(xué)加工過程。
堇青石還具有熱導(dǎo)率低的特點(diǎn)，因此多孔的堇青石陶瓷可將汽車燃汽通道內(nèi)的熱量回收，并以熱輻射的形式傳給熱回收裝置。此外，它還有一定的消音功能，可用于汽車，摩托車的消音器上。
在紅外輻射材料領(lǐng)域的應(yīng)用
堇青石的晶體結(jié)構(gòu)決定了堇青石晶體可以固溶過渡元素的氧化物，從而使晶格畸變，使堇青石具有較高的紅外輻射率。堇青石在紅外輻射方面的應(yīng)用有兩種：
1、堇青石紅外輻射導(dǎo)電陶瓷，以堇青石材料為機(jī)體的復(fù)合材料，在堇青石材料中加入半導(dǎo)體或?qū)w，如硼化物、碳化物、金屬等，制出的電熱元件表現(xiàn)出良好的紅外輻射率和導(dǎo)電性，比傳統(tǒng)的敷涂紅外材料制出的電熱元件要好很多，實(shí)用性能強(qiáng)，使用周期也更長，更適合工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際需求。
2、以堇青石紅外陶瓷粉為主，加入適當(dāng)粘結(jié)劑制成的紅外輻射涂料，可涂在高溫爐體內(nèi)部，吸收熱量的同時(shí)又以紅外輻射的形式釋放熱量，使?fàn)t內(nèi)溫度均勻，熱效率大為提高；還可用在航天器上，作為耐熱防護(hù)材料，吸收大氣摩擦產(chǎn)生的高溫，既節(jié)省了空間又減輕了重量。
在介電材料、電子封裝材料領(lǐng)域的應(yīng)用
堇青石具有較低的介電常數(shù)和良好的電絕緣性能，以堇青石為主晶相制備的雷達(dá)天線罩透波材料，具有低介電常數(shù)、高抗熱沖擊等優(yōu)良特性，以堇青石為主晶相制備的微晶玻璃具有優(yōu)異的介電性能、力學(xué)性能、電學(xué)性能和低溫?zé)Y(jié)特性，因此堇青石可作為介電材料和電子封裝材料的原料來使用。
結(jié)束語
堇青石材料的應(yīng)用與開發(fā)還會(huì)不斷地取得新的進(jìn)展，用途也會(huì)越來越廣，用量也將會(huì)增加。因此，建議在進(jìn)一步研究其新的應(yīng)用領(lǐng)域的同時(shí)，研究新的適合工業(yè)生產(chǎn)堇青石的熱工設(shè)備及生產(chǎn)工藝，克服傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法所帶來的缺陷，進(jìn)而獲得高品質(zhì)的堇青石材料，以適應(yīng)新的要求。在堇青石與其它材料的復(fù)合研究上，還要在理論上作進(jìn)一步的深入探討。
參考來源：
[1]張巍.堇青石綜合利用現(xiàn)狀與展望
[2]趙月明等.堇青石陶瓷的應(yīng)用與制備進(jìn)展
[3]劉永杰等.堇青石材料的應(yīng)用
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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