资源型矿物简介、硫酸钙晶须
硫酸钙晶须简介
硫酸钙晶须简介硫酸钙晶须，又称石膏晶须，国际商品名称为“ONOPA-GPF”，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为20~50。
微溶于水，在水溶液中呈中性。
具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，pH值接近中性。
优良的增强功能和阻燃性。
和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。
硫酸晶须的性能优良、应用广泛。
（1）复合材料增强：硫酸晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属及陶瓷的增强组元。
在塑料和橡胶中加入硫酸晶须可以起增强增韧的作用，还可以使制品的可加工性增强，成型收缩率降低，表面光洁度提高。
可提高机械强度、耐热性。
（2）摩擦材料：硫酸晶须无毒，适合作石棉代用品。
西方国家已禁止在摩擦材料中使用石棉，特别轿车摩擦片。
硫酸晶须，可提高摩擦系数的稳定性及耐磨性。
（3）环境工程：石膏晶须因其具有较大比较表面积，可用作过滤材料除去废气及废水中的有害杂质。
（4）沥青改性：用于沥青料及增强剂，提高沥青的软化温度。
（5）涂料和油漆：加入石膏晶须的涂料和油漆附着能力强、耐温、绝缘性好。
（6）加入无水硫酸钙晶须可提高环氧树脂黏结强度。
其增强效果超过石英粉、氧化铝、白炭黑、超细硅酸铝等到添加剂。
随着无水硫酸钙晶须的加大，环氧树脂黏结的拉伸强度和剪切强度均上升，但增大到一定值后反而下降。
本公司采用硅烷偶联剂对无水硫酸钙晶须表面处理后，黏结强度可明显提高；将改性无水硫酸钙晶须与石英粉混合使用，黏结效果更佳。
一、优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等；增强纤维主要有：玻璃纤维、碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
硫酸钙晶须的生产工艺
硫酸钙晶须的生产工艺
硫酸钙晶须是一种以硫酸钙为原料制备的无机纤维材料，具有尺寸细小、柔软、耐高温、无毒等特点，常用于绝缘材料、填充材料、过滤材料等领域。
下面介绍硫酸钙晶须的生产工艺。
硫酸钙晶须的生产工艺一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：首先需要准备硫酸钙的原料。
硫酸钙可以通过将石膏经过煅烧得到，煅烧温度一般在130-300摄氏度之间进行控制。
2. 石膏研磨：将石膏研磨成颗粒状，研磨的颗粒大小可以根据需要进行调整。
3. 石膏脱水：将研磨后的石膏颗粒放入脱水机中，通过脱水的方式去除颗粒中的水分。
脱水机一般采用离心式脱水，将石膏颗粒在高速旋转离心机中进行脱水。
4. 石膏成型：将脱水后的石膏颗粒放入成型机中进行成型。
成型机一般采用旋转成型方式，通过旋转成型机的旋转运动，使石膏颗粒逐渐凝固并形成晶须状。
5. 硫酸钙晶须烘干：将成型后的硫酸钙晶须放入烘干设备中进行烘干。
烘干温度一般在100-180摄氏度之间控制，以去除晶须中的水分。
6. 硫酸钙晶须加工：经过烘干的硫酸钙晶须可以进行进一步的
加工。
这包括切割、研磨、表面处理等工艺，以获得符合需求的硫酸钙晶须产品。
需要注意的是，在整个生产工艺中，原料的质量控制、生产设备的稳定性、工艺参数的准确控制都对硫酸钙晶须的质量产生重要影响。
此外，对于不同用途的硫酸钙晶须，其生产工艺可能会有所差异，需要根据不同要求进行调整。
硫酸钙晶须
硫酸钙晶须一、概述硫酸钙晶须，别名：石膏纤维、石膏晶须；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW；化学式：CaSO4，国际商品名称为“ONODA-GPF”。
硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构、稳定的尺寸的纤维状（须状）单晶体。
硫酸钙晶须是一种细小纤维状的亚纳米材料，具有十分优良的力学性能和物理性能、价格低廉的新型功能材料。
硫酸钙晶须有二水（CaSO4•2H2O）、半水（CaSO4•0.5H2O）和无水（CaSO4）之分。
其制备方法目前主要有水压热法和常压酸化法。
二、性能和指标（一）性能硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。
1、优良的力学性能（1）很高的断裂强度和弹性模量硫酸钙晶须作为细微的单晶体，内部结构十分完整。
具有非常坚韧的性质，其抗张强度为玻璃纤维的5-10倍。
硫酸钙晶须能弹性地承受较大的应变而无永久变形，经4%的应变还在弹性范围内，不产生永久形变，而块状晶体的弹性变形范围却小于0.1%。
（2）耐高温性硫酸钙晶须具有不会引起高温滑移的完整性，温度升高时，不分解、不软化，其强度几乎没有损失。
所以这个特性使其在防火材料中的应用成为可能。
（3）相当大的长径比三、应用硫酸钙晶须是世界上最新一代高性能复合材料增强剂，集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料、建筑材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。
（一）用途1、复合材料的增强组元硫酸钙晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属的增强组元。
如在塑料中加入晶须后，可提高材料的机械强度、耐热性及尺寸稳定性。
硫酸钙晶须说明-造纸
硫酸钙晶须说明-造纸版硫酸钙晶须介绍：硫酸钙晶须，别名：石膏晶须，石膏纤维；英文名称：Calcium Sulfate Whisker，缩写：CSW；化学式：CaSO4；国际商品名称为ONODA-GPF；硫酸钙晶须是以石膏为原材料, 通过人为控制, 以单晶形式生长的，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状（须状）单晶体。
其基本性能指标如下：平均直径 1-8um 平均长度 30-200um平均长径比 10～200 CaSO4含量≥98%白度≥98% 熔点1450℃折光指数 1.585 水溶性(22℃) <1200ppm密度 2.69ɡ/㎝3 松散密度 0.1-0.4ɡ/㎝3抗张强度 20.5Gpa 抗张模量 178 Gpa莫氏硬度 3-4 PH值 6-8硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。
硫酸钙晶须集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一体，可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。
硫酸钙晶须在改性造纸业中的用途及性能：硫酸钙晶须是很好的造纸原料，长径比≥100的晶须，可代替部分或大部分纸浆（50%～70%）制造特种石膏纸；长径比≤50的晶须可作纸张的高级填料（15%～20%），可大大增加纸的产量，既降低了木材（木浆）消耗，又减少造纸厂中废水的排放。
目前全国年消耗纸张30M～40Mt，仅按添加量1%计算，每年将有30万～40万t的硫酸钙晶须需求量。
一种改性硫酸钙晶须造纸填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：①晶须煅烧：将脱硫石膏、磷石膏或金属冶炼废渣中提取的纯度≥99％，白度≥90％ＩＳＯ的硫酸钙晶须煅烧2－3小时后匀整解絮。
②有机溶解抑制改性：将煅烧解絮后的硫酸钙晶须，在500－800转／分钟转速搅拌下配成质量浓度10－20％的悬浮液，加入用酒精溶解的有机溶解抑制改性剂，在60－90℃条件下反应10－30分钟，得改性后的硫酸钙晶须。
硫酸钙晶须
精心整理硫酸钙晶须一．优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、（2）?尺寸稳定性好硫酸钙晶须添加到相关制品中，由于其尺寸、长径比及工艺的影响，其取向没有长纤维和短切纤维有规则，这在微观上改变制品的同时，而使得制品显示各向同性。
长纤维及短切纤维在增强制品时，都是按近于同一方向（纵向）排列，这使纵向和横向性能产生差异。
表现在制品尺寸上，纵向和横向收缩率的差异较大，从而使制品在环境影响时发生挠曲和变形。
这对于高精密的电子、家电零部件的质量产生极大的影响。
而硫酸钙晶须应用于制品中，纵向和横向收缩率差异较小，能保证制品尺寸和外姓的精密度。
短切纤维在PP和ABS中，对尺寸的稳定性有一定的提高，但和硫（4）提高制品的耐热温度硫酸钙晶须具有无机填料的热均匀性，熔点为1450℃，在900℃时，仍保持其原有的机械性能。
将其加到制品中能显着地提高制品的耐热温度。
如奇美757的ABS材料，基体热变形温度为84℃，硫酸钙晶须增强后的热变形温度为90℃；纯PP粉对PP母粒，可通过?加入硫酸钙晶须增强，且将热变形温度从81.73℃提高到118.64℃。
（5）减少对设备的磨损众所周知，利用玻璃纤维增强聚合物时，混合设置所受到的磨损相当严重，其主要原因为玻纤具有高度的表面硬度和刚度，这是因为硫酸钙晶须不仅部件。
（10）提高熔融指数硫酸钙晶须在添加到聚四氟乙烯、聚氨酯、PP、ABS时其熔融指数和基体相当，并且可根据具体要求进行调节。
（11）无毒硫酸钙晶须无毒，可用于食品的过滤。
而玻璃纤维吸入肺中容易致癌。
（12）具有价格优势?二．国内外硫酸钙晶须应用实例P钙晶须与无填料的对照物相比较，抗张强度几乎增强了一倍，模量增加了5倍之多。
详见下表：表3硫酸钙晶须在聚丙烯酸脂中的应用材料重量（%）抗张强度MPa抗张模量MPa对照物02.39.6石膏粉182.38.96硫酸钙晶须183.8647.53.尼龙6商品名：LA-SFB-01?????????????????拉伸率：265%(23℃)????????????????介电强度：20kv/mm磨痕宽度：6mm????????????????????熔点：377℃热失重：0.02%?????????????????????拉伸强度：15.3Mpa(23℃) 该性能指标始终于聚四氟乙烯板材、棒材。
一种硫酸钙晶须的制备方法
一种硫酸钙晶须的制备方法硫酸钙晶须是由硫酸钙晶体生长形成的一种细小晶须状结构。
制备硫酸钙晶须的方法主要有溶液法和气相法两种。
以下将详细介绍这两种方法。
溶液法制备硫酸钙晶须：1. 准备所需材料和试剂，包括硫酸钙溶液、硫酸、甲醇、硝酸钙等。
2. 将硝酸钙溶液加入硫酸中，使其溶解形成硫酸钙溶液。
3. 在反应容器中加入甲醇和硫酸钙溶液，将其搅拌均匀。
4. 将反应容器放入恒温水浴槽中，保持温度在60-70之间。
5. 在恒温水浴槽中加入硫酸，使其浓度逐渐增加，促进硫酸钙晶体生长。
6. 在一定时间内进行反应，观察硫酸钙晶体的生长情况。
7. 可根据需要进行反复溶解和结晶，以得到更纯净的硫酸钙晶须。
气相法制备硫酸钙晶须：1. 准备所需材料和试剂，包括硫酸钙溶液、可用于气溶胶化的溶剂等。
2. 将硫酸钙溶液装入喷雾器中，调节喷雾器的参数，如喷雾流速、喷雾压力等。
3. 将气溶胶生成器置于恒温箱中，通过增加温度促进溶剂的气溶胶化。
4. 调节恒温箱的温度和湿度，使其适合硫酸钙晶须的生长。
5. 控制溶剂的流速和喷雾器的参数，使硫酸钙晶体在气溶胶中生长。
6. 使用样品收集器收集硫酸钙晶须。
7. 可通过适当改变气相反应参数，如温度、湿度、喷雾流速等，以得到所需形状和尺寸的硫酸钙晶体。
无论是溶液法还是气相法制备硫酸钙晶须，制备过程中需要控制反应温度、pH 值、浓度和溶剂等参数，以获得理想的晶须形态。
此外，还可以通过改变反应条件来改变硫酸钙晶体的形貌和尺寸，以满足不同应用需求。
以上就是硫酸钙晶须的两种制备方法，每种方法都有一定的操作步骤和要求。
根据具体的制备需求和实验条件，选择合适的方法进行硫酸钙晶须的制备。
硫酸钙晶须简介
硫酸钙晶须简介硫酸钙晶须，又称石膏晶须，国际商品名称为“ONOPA-GPF”，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，白色疏松针状物，具有完善的结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长径比一般为20~50。
微溶于水，在水溶液中呈中性。
具有颗粒状填料的细度、短纤维填料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高、易进行表面处理，与树脂、塑料、橡胶相容性好，能够均匀分散，pH值接近中性。
优良的增强功能和阻燃性。
和其他无机晶须相比，硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料。
硫酸晶须的性能优良、应用广泛。
（1）复合材料增强：硫酸晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属及陶瓷的增强组元。
在塑料和橡胶中加入硫酸晶须可以起增强增韧的作用，还可以使制品的可加工性增强，成型收缩率降低，表面光洁度提高。
可提高机械强度、耐热性。
（2）摩擦材料：硫酸晶须无毒，适合作石棉代用品。
西方国家已禁止在摩擦材料中使用石棉，特别轿车摩擦片。
硫酸晶须，可提高摩擦系数的稳定性及耐磨性。
（3）环境工程：石膏晶须因其具有较大比较表面积，可用作过滤材料除去废气及废水中的有害杂质。
（4）沥青改性：用于沥青料及增强剂，提高沥青的软化温度。
（5）涂料和油漆：加入石膏晶须的涂料和油漆附着能力强、耐温、绝缘性好。
（6）加入无水硫酸钙晶须可提高环氧树脂黏结强度。
其增强效果超过石英粉、氧化铝、白炭黑、超细硅酸铝等到添加剂。
随着无水硫酸钙晶须的加大，环氧树脂黏结的拉伸强度和剪切强度均上升，但增大到一定值后反而下降。
本公司采用硅烷偶联剂对无水硫酸钙晶须表面处理后，黏结强度可明显提高；将改性无水硫酸钙晶须与石英粉混合使用，黏结效果更佳。
一、优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等；增强纤维主要有：玻璃纤维、碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
2024年硫酸钙晶须市场需求分析
2024年硫酸钙晶须市场需求分析1. 市场概述硫酸钙晶须是一种重要的工业化学品，广泛应用于建筑材料、冶金、化工等领域。
市场需求分析旨在深入了解硫酸钙晶须的市场规模、发展趋势、主要应用领域以及竞争格局，为相关企业制定合理的销售策略提供参考。
2. 市场规模分析根据行业数据统计，硫酸钙晶须市场具有较大的潜力和发展空间。
预计市场规模将持续增长，达到XX亿美元。
这主要受到建筑业、冶金业、化工行业等的需求推动。
3. 应用领域分析3.1 建筑材料领域硫酸钙晶须在建筑材料领域具有广泛的应用。
其主要作用是增强水泥、砂浆的强度和耐久性。
在建筑行业迅速发展的背景下，硫酸钙晶须的市场需求也随之增长。
3.2 冶金领域硫酸钙晶须在冶金领域有重要的应用，可以用于冶炼过程中的炉渣调整和铸造材料的处理。
随着冶金产业的快速发展，硫酸钙晶须市场需求也呈现上升趋势。
3.3 化工领域硫酸钙晶须在化工领域广泛应用于制药、化肥等领域。
它可用作制药原料、化肥添加剂等，具有广阔的市场前景。
4. 市场竞争格局分析硫酸钙晶须市场竞争激烈，主要厂商包括国内外知名企业。
厂商之间通过不断创新、提高产品质量和降低成本来争夺市场份额。
5. 发展趋势预测随着建筑、冶金和化工等行业的快速发展，硫酸钙晶须市场需求将继续增长。
未来，随着技术的进步和产品质量的提高，市场竞争将更加激烈。
6. 市场销售策略建议鉴于市场竞争激烈的特点，企业应采取差异化的销售策略，注重产品品质、创新和市场营销手段的创新。
同时，加强与客户的沟通和合作，提供定制化解决方案，以满足客户多样化需求。
7. 结论硫酸钙晶须市场具有广阔的发展前景，随着相关行业的迅猛发展，市场需求将继续上升。
但同时也面临激烈的市场竞争，企业应不断提升产品质量、拓展应用领域、探索新的市场机会，以保持竞争优势。
硫酸钙晶须
硫酸钙晶须一．优势硫酸钙晶须添加到下游产品中的优势，是针对一般无机填料纤维而言的。
现在塑料、橡胶和许多化工制品，均采用填充料以降低成本或提高相关性能：采用有机或无机纤维基体起增加作用。
其中无机填料主要有：硅灰石、白碳黑、碳酸钙粉等；增强纤维主要有：玻璃纤维碳纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。
硫酸钙晶须集聚有无机填料和增强纤维的优势于一身，应用于制品中，体现出优异的综合性能。
主要有以下几个方面：（1）在薄壁制品中添加的优势抛开硫酸钙晶须对薄壁制品其他性能的提高，单从薄壁制品加工的形状和尺寸的几何精度而言，硫酸钙晶须较玻璃纤维极具优势。
薄壁制品的形状和尺寸对添加纤维的尺寸有严格的要求，纤维的长度、直径和长径比，对薄壁制品的外观质量及薄壁制品注射流动性产生决定性的影响。
长径比适中，长度和直径越小，对薄壁制品的质量影响就越小。
硫酸钙晶须长度为50-200μm，直径1-4μm；而玻璃纤维为长纤维，即使短切纤维也以毫米做计量单位。
对具体添加硫酸钙晶须和玻璃纤维的制品，如聚四氟乙烯片材，从实测和感官都体现了添加硫酸钙晶须的精细，而添加玻璃纤维在边、角地方有玻纤支出，显得粗糙。
（2）尺寸稳定性好硫酸钙晶须添加到相关制品中，由于其尺寸、长径比及工艺的影响，其取向没有长纤维和短切纤维有规则，这在微观上改变制品的同时，而使得制品显示各向同性。
长纤维及短切纤维在增强制品时，都是按近于同一方向（纵向）排列，这使纵向和横向性能产生差异。
表现在制品尺寸上，纵向和横向收缩率的差异较大，从而使制品在环境影响时发生挠曲和变形。
这对于高精密的电子、家电零部件的质量产生极大的影响。
而硫酸钙晶须应用于制品中，纵向和横向收缩率差异较小，能保证制品尺寸和外姓的精密度。
短切纤维在PP和ABS中，对尺寸的稳定性有一定的提高，但和硫酸钙晶须相比较，还有一定的差距。
具体见下表。
表1：玻纤与硫酸钙晶须增强材料收缩率的比较树脂收缩率（%） PP ABS玻纤增强晶须增强玻纤增强晶须增强纵向 2.1 0.41 0.03 0.13横向 0.8 0.16 0.4 0.10纵向/横向 2.65 0.56 13.3 1.3（3）提高制品的表面光洁度。
硫酸钙晶须的研究现状及进展
Vol 134No 112・30・化工新型材料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第34卷增刊2006年12月作者简介:王莹(1979-),女,在读硕士,大连交通大学环境与化学工程学院,师承李彦生教授。
李彦生,男,大连交通大学环境与化学工程学院院长、教授,硕士生导师。
硫酸钙晶须的研究现状及进展王 莹 李彦生(大连交通大学环境与化学工程学院,大连116028)摘 要 根据制备原料的不同,对目前硫酸钙晶须的制备方法进行阐述,并介绍了硫酸钙晶须在复合材料、水处理等领域的应用,从而提出了硫酸钙晶须在制备、应用等方面的未来发展方向。
关键词 硫酸钙,晶须,发展R esearch situation and development of calcium sulphate whikersWang Y ing Li Yansheng(School of Environmental and Chemical Engineering ,Dalian Jiaotong U niversity ,Dalian 116028)Abstract The preparation methods of calcium sulphate whikers were reviewed according to the difference of rawmaterials ,and the application of calcium sulphate whikers was introduced in many fields such as composite materials ,water treatment ,etc.Consequently the developmental current of calcium sulphate whikers was presented at preparation methods ,application ,etc.K ey w ords calcium sulphate ,whiker ,development 晶须是指具有固定的横截面形状、完整的外形、完善的内部结构、长径比高达5～1000的纤维状单晶体,其强度可接近完整晶体材料的理论值,是一类力学性能十分优异的新型复合材料补强增韧剂。
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2.2.2 晶须的磁性
由于其小尺寸、内部结构及外形的完善性，晶须是铁磁性物质磁畴研 究最理想的样品。与力学性质相似，晶须的矫顽力也比普通材料高三个
数量级，接近理论计算值。
晶须直径下降，矫顽力上升，当晶须直径小于1μm后，晶须矫顽力大幅 度提高。理论预测结果表明，理想铁晶体沿(100)方向被磁化后，直至反
(3) 以卤渣为原料制备硫酸钙晶须
我国是以海水为原料生产食盐的大国，有大量的食盐副产
品—卤水（硫酸盐型-Na2SO4、MgSO4、CaSO4等）。
2.5 水热法合成硫酸钙晶须影响因素
1）试验装备
1 13
0
220
2 9(10,11,12) 3 8 7 4
0
14
1 2 0
22
0
6 5
硫酸钙晶须结晶过程的影响因素可分为反应釜结构参数
第五章、非金属矿物材料
5.2、硫酸钙晶须制备
东北大学矿物材料与粉体技术研究中心 高鹏
2.1、晶须概念
晶须是指具有均一的横截面、完整的外形、完善的内部结 构，长径比达到5~1000甚至更高的纤维状单晶体。晶须的 长度一般为 10~1000m ，晶须的直径一般在 0.01~10m 之 间，最典型晶须的直径在1m左右。
1）煅烧法
3.0 2.5 2.0 1.5 101 100 99 98 97 96 95
Heat flow/mW/mg
1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 200 400
DSC
Mass loss/%
18000
○
16000 14000
TG
94
○-无水可溶硫酸钙 △-半水硫酸钙 ○ △
度3%、温度120℃、原料粒度41.02 m (d50)条件下。
1800 1600 1400 140 130
直 径 长径比
120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
硫酸钙晶须直径 /nm
1200 1000 800 600 400 200 2 4 6 8 10 12
pH 值
种疾病，如矽肺、肺癌、支气管癌和间皮瘤等，西方发达国 家已经明令禁止使用，而硫酸钙晶须可作为石棉的理想代替 物之一。
表2.3 是用东北大学矿物材料与粉体技术研究中心合成的硫 酸钙晶须生产无石棉摩擦片的检测结果。由表中数据可知， 含硫酸钙晶须的摩擦材料，在不同温度下的摩擦系数非常稳 定，在0.33~0.44之间；磨耗远低于标准要求的数值。 东北大学、浙江三门哈达摩擦材料厂等单位研制了硫酸钙增 强的新型铁路货车高摩合成闸瓦。该新型高摩合成闸瓦经铁 科院机辆所1:1制动动力试验台测试，各项检验项目均符合 铁道部《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件》的要求。
（8h）
◇ ◇
60 70 80 90
◇ ◇ ◇ ○
30 40
◇
50
0
2θ /（ ）
图2.13 不同煅烧时间的硫酸钙晶须XRD
图2.14 不同煅烧温度的硫酸钙晶须XRD
2）半水硫酸钙晶须制备稳定一体化 在半水硫酸钙晶须的制备过程中加入稳定剂，从而实现 在不影响半水硫酸钙晶须生长的前提下使之在常温常压下 稳定。研究使用油酸钠、硬脂酸钠和柠檬酸钠等稳定化效 果。
力强、毒性低等优点，而且价格在晶须中最低，具有其它
晶须无可比拟的性能价格比，应用范围非常广泛。
硫酸钙晶须是以二水硫酸钙为原料所合成的半水、无水或 死烧硫酸钙纤维状单晶体。但由于半水硫酸钙晶须的稳定 性较差，一般情况下，如无特指，硫酸钙晶须系指无水或
死烧硫酸钙晶须。
(1) 具有优良的性能：硫酸钙晶须是一种分散良好、结构均 匀、尺寸稳定的纤维状物质。硫酸钙晶须的主要性能如表 2.2所示。
及操作参数两类。
反应釜结构参数包括：反应釜的内径、高度，搅拌器的 叶片数、叶片的形状和直径，搅拌器与反应釜底部的距 离；
操作因素包括：原料粒度、料浆浓度、料浆初始pH值、 反应温度（压力）、添加剂种类及其用量、搅拌速度等
因素。
1）反应温度 温度是硫酸钙晶须结晶过程的重要影响因素。硫酸钙晶须 制备过程中，由结晶生长出硫酸钙晶须，半水硫酸钙必须
硫酸钙晶须制备和稳定的一体化，可 以通过分阶段加药的方式实现。分阶 段加药的最佳条件为：半水硫酸钙晶 须的制备过程中加入硬脂酸钠0.025%、 制备后加入油酸钠0.15%。。
2.7 硫酸钙晶须的应用
(1) 用作增强组元 硫酸钙晶须作为塑料、橡胶、聚氨酯等材料的增强组元，
可以显著提高制品的弯曲弹性模量、抗拉强度、尺寸稳定性和 热畸变温度。增强制品可广泛应用于机械、电子、化工装臵的
向磁场达560奥斯特后，一直处于磁化状态。
普通纯铁的反向磁场值为0.1奥斯特，而所有晶须所需的反向磁场值均很 高，最高可达480奥斯特。在这样高的反向磁场的作用下，磁场通过晶须
时，磁畴壁的移动速度比普通材料快100倍。直径小于100nm的铁磁性晶
须的这一特性更加明显。
2.2.3 晶须的电性 晶须的电性能也十分独特，对其尺寸变化更加敏感。晶 须的电性能一方面受其内部结构的高度完善性的影响；另 一方面受界面的强烈作用。这里的界面包括晶须表面和晶 界。晶须内部结构的完善性降低了晶须的电阻；而界面的
大多数晶须都是直的，其横截面一般呈方形、三角形、圆
形或星型(如图1 所示)，有的晶须甚至是中空的。
2.2、晶须特性
2.2.1 力学性质 晶须的通性是其极高的机械强度，对于小直径晶须，其强
度至少比相应的普通材料高一个数量级。
大多数晶须的强度与其直径大小有着密切关系。直径小于
1m时，晶须的强度接近理论值；直径达到 100m时，则 晶须的强度与普通材料相差不大。
长径比
2.6 硫酸钙晶须的稳定化
硫酸钙晶须，包括二水、半水、无水硫酸钙晶须三种。人
工合成的无水硫酸钙晶须又可划分为无水可溶、无水死烧两种 。硫酸钙晶须是具有良好力学性能的增强材料。半水、无水可
溶硫酸钙晶须与水接触或在潮湿的环境中可发生水化反应而导
致晶体结构和性能的破坏。硫酸钙晶须稳定化问题的研究对硫 酸钙晶须工业生产及应用极为重要。
部和表面结构完善的结果。如铁晶须500℃时在氧气中的
氧化速度比纯铁多晶样品的氧化速度慢50倍。
2.3、硫酸钙晶须特性
硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体，具有完善的结 构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸，其平均长 径比一般为50~80。
硫酸钙晶须与其它短纤维相比，具有耐高温、抗化学腐蚀 、韧性好、强度高、易进行表面处理、与聚合物的亲和能
0
○
◇ ○ ◇ ○ ○ ◇ ◇ ◇
○
◇ ○ ◇◇ ○ ◇ ◇
60
70
80
90
60
70
80
90
（2h）
2θ /（ ）
2θ /（ ）
（4h）
70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 10 20
◇ ○-无水可溶硫酸钙 ◇-无水死烧硫酸钙
INTENSITY/CPS
存在增加了电子的衍射、降低了电子的平均自由程，从而
使电阻上升。
硫化锌晶须的光电导性比普通硫化锌晶体高许多倍，因 普通晶体中缺陷较多。
2.2.4 晶须的其他性质 锡晶须具有超导性，诱导锡晶须超导转变的临界磁场 强度比普通锡超导材料要高得多。钛酸钡晶须具有独特的 铁电性。与普通晶体相比，晶须抵抗多种物理化学过程， 如溶解、蒸发、腐蚀等的能力较强。这很显然也是晶须内
硫酸钙晶须直径 /nm
350 300 250
直 径 长径比
料浆浓度 /%
图2.10 料将浓度对硫酸钙晶须平均直径和长径比的影响
长径比
4）原料粒度
采用胶体磨对原料进行粉磨。然后分别在温度120℃、料浆 初始pH值9.8~10.1、料浆浓度5%条件下制备硫酸钙晶须。
150 360 320
直 径 长径比
125
硫酸钙晶须直径 /nm
280 240 200 160 120 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
100
75
50
25 60
原料粒度 /μm
图2.1 1 原料粒度对硫酸钙晶须平均直径和长径比的影响
长径比
5）添加剂
500 450 110 100 90
直 径 长径比
硫酸钙晶须直径 /nm
40000 35000 30000
◇ ○-无水可溶硫酸钙 ◇-无水死烧硫酸钙
◇
35000 30000
○-无水可溶硫酸钙 ◇-无水死烧硫酸钙
INTENSITY/CPS
INTENSITY/CPS
25000 20000 15000 10000 5000 0 -5000 10 20 30 40 50
0
25000 20000 15000 10000 5000 0 -5000 10 20 30 40 50
INTENSITY/CPS
93 600 800 1000
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 10
温度/℃
图2.12 半水硫酸钙晶须的DSC-TG曲线
△ △○○ △203040
50
0
60
70
80
90
2θ /（ ）
图2.13 不同煅烧时间的硫酸钙晶须XRD图（1h）
40000
相对于一般无机填料和玻璃纤维而言，硫酸钙晶须集无机 填料与增强纤维二者优势于一身，体现出优良的综合性能 。主要表现如下： ① 增强和增韧作用。硫酸钙晶须机械强度大，因此它在材 料破裂过程中能够有效抑制裂纹扩展，而且纤维状物质能 够吸收冲击能量，从而起到缓冲作用，因此，硫酸钙晶须 兼备很好的增强与增韧作用。