高铝球石样品的线收缩率与密度呈先增大后减小的趋势

　　主要以温石棉尾矿和江油石灰石、石英砂为主要原料，辅以少量的化学助剂，选择CaO-MgO-SiO2三元体系，确定钙铝黄长石和透辉石为主晶相制备高铝球石。采用理论和实验相结合的方法，系统地原料的矿物学特征、基础玻璃组成和配料选择、热处理制度的确定、热处理制度对温石棉尾矿高铝球石显微结构与性能的影响以及所制得温石棉尾矿高铝球石的材料矿物学特征。温石棉尾矿主要为纤维状矿物，化学成分主要为SiO2和MgO，另含有少量的Fe3O4、CaO和Al2O3等；矿物成分以纤蛇纹石为主，还含有少量的利蛇纹石、水镁石和磁铁矿等伴生矿物。石灰石和石英砂样品纯度较高，主要成分为CaCO3和SiO2。以温石棉尾矿、石灰石和石英砂为主要原料，添加少量的Al2O3、Na2CO3、H3BO3和CaF2，采用熔融烧结法制备了主晶相为钙铝黄长石和透辉石的高铝球石。确定了基础玻璃的五种配方，温石棉尾矿的掺入量为18.59%～58.04%。

　　随着核化温度和晶化温度的提高，同一配方高铝球石样品的主晶相没有变化，分别为钙铝黄长石和透辉石，但主晶相的衍射峰逐渐增强，这表明随着热处理温度的升高，高铝球石样品中的晶相含量逐渐提高。热处理时间对高铝球石析出晶相的影响与热处理温度相同。随着热处理工艺参数的升高（延长），所得高铝球石样品的线收缩率与密度呈先增大后减小的趋势。当热处理制度为850℃核化保温120min，1050℃晶化烧结120min时，所得高铝球石样品微晶相的含量最高，结构最为致密，当温度升高到1100℃时，产生了“稀释”效应。在优化的热处理条件下，对五种配方高铝球石样品的X-射线衍射数据进行了分析并计算了析出晶相的晶胞参数。测定了五种配方高铝球石样品的密度为2.09g/cm3～2.77g/cm3，吸水率﹤0.08%，耐酸性为0.03%～0.13%，耐碱性0.01%，对影响温石棉尾矿高铝球石性能的因素进行了初步的探讨。

　　高铝球石的基质组分、制备过程、热处理工艺等，制备了不同Ce~(3+)掺杂浓度的高铝球石，热处理温度以及Ce~(3+)离子的掺杂浓度对高铝球石发光特性的影响，Ce~(3+)离子掺杂浓度的改变仅改变了荧光光谱的强度，对发射光谱峰值波长的位置基本无影响，在338nm紫外光的激发下Ce~(3+)离子的发射光谱范围380nm-480nm，基本覆盖了整个蓝光区域；制备了Tb~(3+)掺杂高铝球石发光特性以及荧光寿命。在365nm紫外光的激发下，Tb~(3+)离子出现了蓝光（487nm），绿光（541nm），橙光（582nm）和红光（620nm）发光。2、制备了Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺高铝球石，Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺高铝球石的发光特性、Ce~(3+)离子向Tb~(3+)离子的能量传递以及荧光寿命。在338nm紫外光的激发下，通过调节Ce~(3+)/Tb~(3+)离子的掺杂浓度，得到了高铝球石发射光谱的色坐标为（0.287，0.336）基本位于白光区域，色温为8000K，显色指数为Ra为65，量子效率为80%，辐射效率为25%。

　　β-Zn2SiO4高铝球石的制备和热处理工艺，在此基础上制备了Sm~(3+)单掺以及Ce~(3+)/Sm~(3+)共掺β-Zn2SiO4高铝球石，Ce~(3+)/Sm~(3+)之间的能量传递，发光特性以及荧光寿命，得到了Ce~(3+)/Sm~(3+)共掺高铝球石的发射光谱的色坐标为（0.315，0.296），测试的色温为7200K，显色指数Ra为70，量子效率为72%，辐射效率为18%；为了得到更加理想的白光发光高铝球石，制备了Ce~(3+)/Sm~(3+)/Tb~(3+)三者共掺的高铝球石，它们的发光特性三者共掺发射光谱色坐标为（0.340，0.334），色温为5800k，显色指数Ra为75，量子效率75%，辐射效率20%。4、制备了Eu~(3+)/Eu~(2+)掺杂β-Zn2SiO4高铝球石，热处理温度对Eu~(3+)向Eu~(2+)转换的影响。随着热处理温度的升高Eu~(2+)的发光占据较大比例，750℃热处理两小时后的高铝球石Eu~(2+)和Eu~(3+)的发光强度均有增强。随着热处理温度的变化，发射光谱的色坐标从黄光、近白光、蓝光区域均有分布。根据此现象，理论上可以通过对热处理温度的控制实现单一稀土离子掺杂的白光发光高铝球石。根据此现象，理论上可以通过对热处理温度的控制得到单一稀土离子掺杂的白光发光高铝球石。

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