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利用菱镁矿生产镁质无机晶须
  添加时间:2021年3月1日 16:12

★  项目简介:

随着现代科技的快速发展,高强度、高模量、耐高温的新型复合材料日益成为工业发展的需要,由于晶须具有优异的物理、机械性能,使它在材料增强增韧方面表现出极好的应用前景。但是,现今开发的金属、碳化物、氮化物等晶须产品,由于生产成本高,仅限于在国防和航天等高科技行业应用,很难在普通工业领域中推广。因此,开发价格低廉、性能优异的新型晶须材料成为了材料领域新的探索方向。

镁质无机晶须包括碱式硫酸镁晶须、碳酸镁晶须、氧化镁晶须、氢氧化镁晶须、硼酸镁晶须等,具有成本低廉、绿色环保、界面性质优良、生产工艺简单等优点。与目前使用的其它晶须相比,不仅生产成本低、制备条件温和,而且具有优异的力学性能,是一种具有广泛应用潜力的新型增强材料,在复合材料制造中具有非常重要的价值和广阔的市场及应用前景。

本项目利用辽宁省的优势资源——菱镁矿生产镁质无机晶须。辽宁省菱镁矿资源丰富,占全国现有储量的85%。但目前在菱镁矿的开发利用上仍以生产轻烧镁粉、耐火材料为主,产品附加值低,生产技术和产品品质与我省的优势资源状况极为不符。因此,充分利用我省的菱镁矿优势资源,加快镁质无机晶须制备的研究和应用,将我省的资源优势转化为经济优势,具有重要的经济和社会意义。

★技术指标及成熟度描述:

本项目是利用辽宁省优势资源菱镁矿制备高附加值的镁质无机晶须,关键技术在于可溶性镁盐的制备晶须的可控生长

1.可溶性镁盐的制备和提纯

技术原理:菱镁矿的主要成分为MgO和CO2,此外还含有5~10%左右的SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等杂质,通过菱镁矿与助剂一起低温焙烧,使菱镁矿中的镁选择性转化为可溶性镁盐,利用助剂焙烧分解中的选择性,实现Mg与杂质成份A1、Fe 、Si 的分离,从而制备出高纯度的可溶性镁盐。

除了用于下一步的晶须制备外,我们还利用上述可溶性镁盐制备了高纯、超细氧化镁和氢氧化镁粉体

2. 镁质无机晶须的制备

1)碱式硫酸镁晶须和氧化镁晶须

碱式硫酸镁和氢氧化镁是对环境友好且高效的无机阻燃剂,可以同时起到阻燃和补强的双重作用,因此受到广泛关注。本项目采用水热法生产碱式硫酸镁晶须:将一定体积的上述可溶性镁盐加入到高压反应釜中,调节到一定的pH值,密封,在160-180℃保温1-2小时,反应结束后,待反应釜自然冷却到室温,将反应釜内的白色沉淀过滤,烘干后得到碱式硫酸镁晶须,经过焙烧可以得到氧化镁晶须。

2碳酸镁晶须

碳酸镁晶须是继硼酸铝晶须、硼酸镁晶须成功开发后的又一高性价比的晶须。本项目采用沉淀法是制备碳酸镁晶须,通过反应物配比、反应时间、反应温度的控制,可以获得不同长径比的碳酸镁晶须。根据市场需求,可以通过焙烧碳酸镁晶须方便地生产出氧化镁晶须。

★适用范围:

本项目开发的技术适用于生产镁化工的企业进行产品升级,所生产的产品可用于阻燃和复合材料的增强、增韧。

★合作方式:

本项目拥有完全自主知识产权。目前,实验室阶段研究已完成,希望能与生产镁化工产品的相关企业进行合作开发,并进行下一步的应用研究合作。

★市场与效益:

辽宁省虽然具有得天独厚的菱镁矿资源,但目前在菱镁矿的开发利用上仍以生产轻烧镁粉等初级产品为主,难以发挥这一资源优势。含镁无机晶须的价格仅是碳化硅晶须的1/201/30,可以预测,含镁无机晶须将以性能价格比高的特点出现在复合材料市场上,在复合材料技术的民用化进程中,含镁无机晶须增强材料的开发将起着关键作用。利用我省丰富的镁资源制备镁质无机晶须,不仅会改变目前镁盐企业产品单一、附加值低的生产局面,而且能够使含镁无机晶须在更多的民用行业得到实际应用,这都将会推动材料科学的发展和矿产资源的综合利用。

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