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微晶玻璃是在热处理过程中对基础玻璃进行控制晶化而制得的一种含有玻璃相和微晶相的复合固体材料。随着电力工业的不断发展，粉煤灰的排放量也日益增多，其大量堆放，占用大量耕地，污染环境，但它却是一种具有较高资源价值的物质。由于粉煤灰含有大量SiO2、 Al2O3等氧化物，人们开始利用粉煤灰为主要原料来制备微晶玻璃。到目前为止，对粉煤灰微晶玻璃已经研究了很多，包括成分组成、热处理制度、烧结过程、析晶机理等方面，相关技术和理论已经相对比较成熟。但是对粉煤灰微晶玻璃结构特别是主晶相结构的研究却鲜有报道。本课题围绕硅灰石的形成机制、Na2O对硅灰石析晶及结构的影响以及硅灰石晶体化学式三个方面进行探讨。 本课题以Na2O-CaO-SiO2系为研究对象，设计基础玻璃配方，使初始配料点落在硅灰石相区内，利用烧结法制备了粉煤灰微晶玻璃试样。通过相图热力学的分析计算，探讨了Na2O对Na2O-CaO-SiO2体系的助熔作用;研究了加入Na2O后，Na2O、CaO、SiO2三元体系中硅灰石析晶机理、组元间相互作用机制;采用X射线衍射、电子探针-能谱方法研究了微晶玻璃玻璃基体和晶相的组成及晶相含量;红外光谱研究了基础玻璃与微晶玻璃的结构;电子探针波谱精确地测定了微晶玻璃晶相的成分。 研究结果表明，随着Na2O含量的增加，粉煤灰微晶玻璃的主晶相均为硅灰石，且X射线衍射峰增强，粉煤灰微晶玻璃的结晶程度加大;当Na2O含量分别为7％、8％时，红外光谱中均出现了很强的α-硅灰石特征峰，特征吸收带变窄，450cm-1、470cm-1特征吸收带变得更为尖锐，表明结晶度变大。电子探针形貌分析结果表明，晶体均呈块状，大小约为3～15μm，试样的致密度增大;根据电子探针—能谱数据，利用最小二乘法估计参数值，按照多元线性分析，计算得出，晶相含量分别为39.1％、41.5％。总之，本研究体系中，三种测试分析方法均表明随着Na2O含量的增加，粉煤灰微晶玻璃的析晶能力增加，结晶度、晶相含量增加。 Na2O含量为8％的电子探针波谱分析表明，微晶玻璃各个晶粒的成分不尽相同，这是由于基础玻璃中存在成分起伏、各晶粒周围存在平衡浓度等因素造成的;晶粒中不仅含Ca、Si、O元素，还含有Na、B、Al、Mg、Ba、K、Fe元素，晶体内杂质原子的存在，可引起自由能F=E-ST降低，这在热力学上是合乎需要的。根据电子探针波谱数据，采用以阴离子(O=18)，即[Ca6Si6Oi8]为基准的氢当量法，计算出粉煤灰微晶玻璃中硅灰石的晶体化学式为:(Na0.0055B0.2530Al0.0163Mg0.0831 Ca5.4915Ba0.0014K0.0214Fe0.0099Zn0.0335Sb0.0065Cr0.0009)[Si5.9704Ol8]。