Nd~(3+)离子在高铝球石中的发光性能强于在基质中

　　以铁尾矿为主要原料，石灰石、白云石、纯碱、砂岩以及分析纯Al2O3为校正原料，CaF2为助熔剂，NaHCO3为发泡剂，采用粉末烧结法制备了多孔高铝球石。系统的研究了基础高铝球石中主要氧化物SiO2、CaO、MgO、Al2O3含量变化及热处理制度对所制备多孔高铝球石各项性能的影响。设计基础高铝球石配料组成中铁尾矿含量为40%，通过L9(34)正交实验设计，研究了基础高铝球石中主要氧化物SiO2、CaO、MgO、AL2O3的含量变化对多孔高铝球石表观密度、孔隙率、导热系数等物理性能及主晶相组成的影响。

　　通过大量水淬析晶实验，确定尾矿高铝球石主要组分的最佳含量范围，在此范围内，通过L9(34)正交实验设计确定组成配方，制备基础高铝球石。通过对基础高铝球石的差热分析，确定热处理制度为1050℃，在此制度下制备多孔高铝球石。通过XRD和SEM等测试手段研究了高铝球石的物相组成和显微结构，分析了基础高铝球石组成对多孔高铝球石各项性能的影响。确定了尾矿多孔高铝球石的最佳组成。针对最佳组成基础高铝球石进行差热分析确定最佳烧结温度为1050℃，并据此选取六个烧结温度进行热处理，烧结温度分别取950℃、1000℃1050℃、1100℃、1150℃以及1200℃。

　　通过对不同热处理制度下制备的尾矿多孔高铝球石的各项性能进行测试，分析了热处理制度对尾矿多孔高铝球石理化性能的影响，并讨论了引起性能变化的原因。确定了尾矿多孔高铝球石的最佳热处理工艺制度。研究结果表明，改变基础高铝球石组成及热处理制度不会改变尾矿多孔高铝球石的主晶相和次晶相，主晶相为透辉石，次晶相为硅灰石，但晶相含量会随着组分中CaO/MgO的增大而增加，同时热处理温度为1050℃时，晶相含量最多。透明高铝球石的制备和性能研究。

　　采用UV-Vis-NIR分光光度计测定高铝球石及高铝球石的光透过率，随着晶化热处理温度的升高，光透过率逐渐降低甚至失透。采用SEM观察高铝球石的相貌；利用比例尺估算出晶粒尺寸，与通过XRD分析结果计算出的晶粒尺寸相似。测量了基质高铝球石和高铝球石的荧光光谱，Nd~(3+)离子在高铝球石中的发光性能强于在基质高铝球石中，在含有F-离子的高铝球石中发光性能最强。采用熔融和退火技术合成出透明高铝球石，成核剂为TiO2和CaF2，并掺杂稀土Nd~(3+)离子。根据DTA结果制定出高铝球石的晶化热处理制度。根据XRD曲线可知，随着热处理温度的升高，主晶相发生变化；利用XRD数据计算出主晶相的晶格参数，其大小与标样相近；并计算出平均晶粒尺寸，大约在11nm左右。

　　在热处理制度及其他条件不变的情况下，随着Si02含量的增加，A1203含量的减少，MgO含量的减少，多孔高铝球石的表观密度降低，随着Si02含量的增加，MgO含量的减少，多孔高铝球石的闭口孔隙率呈增大趋势，导热系数呈减小趋势；随着A1203含量的增多及CaO含量的减少，多孔高铝球石的闭口孔隙率与孔隙率先增大后减小，导热系数则先减小后增大；在基础高铝球石化学组成及其他条件不变的情况下，改变热处理制度，随着烧结温度升高，多孔高铝球石的孔隙率先增大后减小，表观密度先减小后增大，导热系数先减小后增大，烧结温度1050℃时试样的孔隙率最大，表观密度与导热系数均最小。制取的试样强度均在建筑装饰材料要求范围之内。

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