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导语：CA6的发展应用与结构性能介绍——CaO-Al2O3耐火材料

1.CaO-Al2O3系耐火材料的发展应用：

随着社会的进步和工业的快速发展，能源问题已经成为现今人们最为关注的内容之一，能源的短缺制约了经济的发展和生活水平的提高，六铝酸钙正是在这种前提下走入了人们的视线中。

CA6的发展应用与结构性能介绍——CaO-Al2O3耐火材料

对CA的研究可以追溯到20世纪初对CaO-Al2O3和CaO-Al2O3-SiO2两个系统相图的研究。CaO-Al2O3和CaO-Al2O3-SiO2两系统的相平衡关系早在1909年和1915年便被研究过，只是没有提到C6这个化合物。直到1949年才被确定它在CaO-MgO-Al2O3-SiO2系中的稳定区。1957年在研究四元系高铝相区的相平衡时，证实了CA的存在。

我国学者高振昕于1956年在烧结矾土的钙质溶洞中就发现结晶异常完好的CA6，并做了化学分析和显微结构观察，在20世纪70年代末补做了X射线分析和扫描电镜形貌分析。高振昕用不同的分析手段有效地鉴别了刚玉和CA，为CA的深入研究奠定了基础。

六铝酸钙作为一种新型环保、隔热性能优良的保温隔热材料已经引起了国内外研究人员的高度重视，它与传统的耐火材料相比有着诸多的优异的耐火性能。

(1)在碱环境中有足够的抗化学侵蚀能力；

(2)在还原气氛中高度稳定，抗热冲击性能高；

(3)自身导热系数低，膨胀系数接近氧化铝；

(4)在几种多元系统中有较低的溶解性等。

由此可见，六铝酸钙因其特有的晶体结构和性质，使其作为新型的耐火材料得到重视，在高温行业中具有广泛的应用前景。

2.CAO-Al2O3系耐火材料CA6的结构性能：

六铝酸钙(CaAl2O19，简写为CA6，矿物名称:黑铝钙石)是CaO-Al2O3系中Al2O3含量最高的铝酸钙相，其理论密度为3.38g/cm3，熔点高达1875℃，热膨胀系数为8.0×10-6℃-1，与Al2O3(8.6×10–6℃-1)非常接近，这说明在两种材料之间的膨胀失配可能性低，两种材料可以按照技术以任何比例配合使用。从矿物的胶凝性来看，六铝酸钙是一种具有较强抗水化能力的铝钙系耐高温化合物，基本无水化活性，是目前备受关注的一种耐火材料。

从CaO-Al2O3系相图可知，CaO-Al2O3系统有5个化合物，它们是C3A、C12A7、CA、CA2和CA6。其中C3A和CA6为不一致熔化合物，其余为一致熔化合物。但有资料介绍，C12A在通常湿度的空气中为一致熔化合物，若在完全干燥的气氛中发现C3A与CA在160℃形成低共熔物，组成(质量分数)为50.65% Al2O3、49.35% CaO。故此时一致熔化合物C12A在状态图中便没有它的稳定相区。相图中所有化合物几乎都为硅酸盐水泥和铝酸盐水泥中的重要物相。

铝酸三钙(C3A)是铝酸盐水泥中的重要矿物，在白云石耐火材料中也可能见到，它在加热到1535℃时分解为CaO和液相。C3A与水反应强烈，当铝酸盐水泥中C3A多时，水泥就会硬化过快。​

铝酸一钙(CA)是高铝水泥、铝-60水泥和氧化铝水泥的主要矿物成分一般呈无色柱状或长条片状晶体，属于单斜晶系，密度2.98g/cm3，硬度6.5，熔点1600℃。遇水后将发生水化反应而硬化。但水化温度不同，水化产物有差别。

水化产物中，CAH10(CA·10H2O)称为水化一铝酸钙，针状或板状结晶，强度高，C2AH8(CA·8H2O)称为水化二铝酸钙，结晶状态与水化一铝酸钙类同，C3AH6(C3A·6H2O)称为水化铝酸三钙结晶呈偏三八面体或立方体，结晶体强度偏低，AH3(Al2O3·3H2O)称为铝胶，颗粒状。

二铝酸一钙(CA2)是铝-70水泥的主要矿物成分，也是铝-60水泥、氧化铝水泥和高铝水泥的矿物组成之一，它呈柱状或针状无色晶体，属四方晶系，密度2.91g/cm3，熔点1750℃，CA2与CA相比，其熔点高，水化速度较慢，早期强度低，后期强度高。遇水水化反应与CA类似，只是水化产物中，铝胶AH3较多。

七铝酸十二钙(C12A7)是铝酸盐水泥中的一种次要矿物成分，属立方晶系，圆粒状或八面体结晶，密度2.69g/cm3，熔点1415℃。C12A7遇水具有速凝特性，在水泥中含量不宜太多。在电熔氧化铝水泥中，往往含有一定量的C12A7，因此凝结速度快，需加缓凝剂后使用。

六铝酸一钙(CA6)，存在于铝酸盐水泥中，一般为六方板状晶体，在1850℃不一致熔，形成刚玉和液相。CA6的水硬性很弱，几乎无胶凝性。一般来说，在铝酸钙矿物中随着Al2O3含量的增加，熔点升高，但胶凝性质下降。

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