潘晓林
,
于海燕
,
田勇攀
,
苏航
,
涂赣峰
,
毕诗文
中国有色金属学报
通过Materials Studio软件在建立完整的12CaO?7Al 2 O 3晶体结构模型的基础上逐渐减少Ca原子数，使其形成Ca空位，对钙空位量为0~1.00的12CaO?7Al 2 O 3晶体结构进行几何优化模拟，计算其晶格参量、晶体自由能、化学键布居数及键长等。结果表明：Ca空位对12CaO?7Al 2 O 3晶体结构的稳定性有显著影响，随着Ca空位量的增加，12CaO?7Al 2 O 3晶体晶格参量和晶胞体积逐渐降低，自由能逐渐增加，O—Ca键稳定性变差；当Ca空位量增加到0.75和1.00时，O—Ca键种类由4种减少到3种，且键长增大，从而导致12CaO?7Al 2 O 3晶体的稳定性逐渐降低；分别合成钙空位量为0、0.50和1.00的12CaO?7Al2O3晶体，其在碳酸钠溶液中的分解率随着钙空位量的增加而增加，晶体稳定性与晶体学模拟结果相吻合。
关键词:
12CaO?7Al 2 O 3
,
晶体结构
,
稳定性
,
钙空位
,
计算机模拟
田勇攀
,
潘晓林
,
于海燕
,
涂赣峰
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64176-6
采用分析纯试剂CaCO3、Al2O3、SiO2和Na2CO3合成Na2O掺杂铝酸钙熟料，研究Na2O掺杂对铝酸钙化合物形成机理及12CaO·7Al2O3(C12A7)晶体结构的影响。结果表明：当熟料中Na2O含量低于4.26%(质量分数)时，含Na2O物相主要为2Na2O·3CaO·5Al2O3和Na2O·Al2O3；其余Na2O主要掺杂在12CaO·7Al2O3内，并且使其结晶度降低。2Na2O·3CaO·5Al2O3的结晶度也随着熟料中 Na2O 含量升高而降低。2Na2O·3CaO·5Al2O3和12CaO·7Al2O3的生成途径有两种方式：一是由初始反应物的直接反应生成，二是由反应中间产物CaO·Al2O3的进一步转化反应生成。晶体结构模拟结果表明，在Na2O掺杂的12CaO·7Al2O3晶格内，其O—Na键的共价性弱于 O—Ca键和O—Al键的共价性，使12CaO·7Al2O3晶胞自由能升高，化学活性提高。当熟料中Na2O含量由0增加至4.26%时，Al2O3的浸出率由34.81%增大至88.17%。
关键词:
铝酸钙
,
Na2O掺杂
,
形成机理
,
晶体结构
,
烧结
,
计算机模拟
