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알루미늄이 풍부한 폭죽의 미네랄 변환

현재, 카올리나이트 및/또는 피로 필 라이트를 갖는 알루미늄이 풍부한 점토는 내화 세라믹에서 가장 중요한 원료이며 고품질 석기 및 세라믹 포장 도로를 제조하는 데 가장 중요한 원료입니다. 이러한 이유로 세라믹 과정에서 이러한 점토에서 발생하는 미네랄 변환을 결정하는 것은 큰 관심입니다.

이러한 미네랄 및 조직 변형에 대한 연구를 수행하기 위해, 이베리아 범위 (NE 스페인)의 셰일 노두에서 3 개의 샘플이 선택되었습니다. 이 자료는 Silurian 시대에 속합니다 :어퍼 Aeronian에서 Lower Ludfordian (440-423 Myr).

연구는 어떻게 수행 되었습니까? 

밀링 된 샘플의 400 µm 분량을 섭취 한 실린더는 프레스에 의해 제조되었습니다. 이어서,이 실린더는 온도의 증가가 200ºC/h이고 최대 온도가 2 시간 동안 유지되는 산화 조건 하에서 800ºC에서 1300ºC까지 상이한 온도에서 발사되었다.

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모든 실린더가 발사되면, X- 선 회절에 의해 연구되었다. 먼저, 각 온도에서 샘플에 존재하는 미네랄 상을 결정하기 위해 질적 연구를 수행 한 다음, 이들 단계의 미네랄 정량화는 Corundum과 관련하여 기준 강도 비율 값을 사용하여 수행되었다. 상이한 미네랄 단계의 백분율을 결정한 후, 유리체 위상 비율은 차이 (100%까지)에 의해 결정되었다.

나중에, 샘플을 전계 방출 주사 전자 현미경 및 투과 전자 현미경으로 분석 하였다. 이러한 기술을 통해 광학 현미경보다 훨씬 높은 해상도로 미네랄 변환을 식별 할 수있었습니다.

이 연구는 무엇을 보여 주나요?

이 연구는 연구 된 폭죽에서 온도가 증가함에 따라 상당한 미네랄 변형을 보여줍니다.

광물 정 성적 연구에 따르면 세 가지 샘플은 처음에 일 라이트, 피로 필 라이트, 카올리나이트, 석영 및 오르토 클라 제와 같은 규산에 의해 형성됨을 나타냅니다. 상이한 온도에서의 패턴과 미네랄 정량화는 3 개의 연구 된 샘플에서 온도가 증가함에 따라 유사한 미네랄 변환이 발생 함을 보여줍니다.

위의 표에서 알 수 있듯이 온도가 증가함에 따라 모든 미네랄 단계가 불안정화되었습니다. 발사 과정으로 유기물이 사라지고 점토는 1000ºC에서 감지되지 않았습니다. 또한, 오르토 클라 제 및 석영은 1300ºC까지 유지되었다는 사실에도 불구하고, 온도에 불안정화되었다. 반면, 900ºC의 적철광 및 1100ºC의 뮬 라이트와 같은 새로운 미네랄 단계, 결정화 및 유리체상은 발사 동안 원시 샘플에 존재하는 모든 상의 불안정화로 인해 1000ºC로 형성되었습니다.

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현미경 결과는 광물학이 단순화되고 온도가 증가 할 때 샘플의 질감이 더 균질하다는 것을 보여준다. 또한, 조성 이미지는 유리체 단계에 침지 된 뮬 라이트 결정의 관찰을 허용하므로, 그것이 결정화되도록 추론 할 수있다.

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뮬 라이트의 화학적 분석은 이론적 뮬 라이트 (38%AL 및 13.18%SI)보다 낮은 AL 함량 (24%) 및 높은 SI 함량 (22%)을 나타 내기 때문에 화학량 론적이지 않음을 나타냅니다. 그럼에도 불구하고, 발사 온도가 증가함에 따라, 그 조성은 이론적 인 온도에 더 가깝다. 이것은 온도에 따라 증가하고 뮬 라이트 구조로 Si를 대체 할 수있는 AL 확산으로 설명 할 수 있습니다.

마지막으로,이 연구는 발사 과정으로 형성된 생찰 점토에 존재하는 미네랄 단계의 공존을 보여준다. 이것은 세라믹 과정의 짧은 기간으로 인해 발생하는 불완전한 미네랄 반응으로 설명 할 수 있습니다.

이러한 결과는 최근에 Applied Clay Science에 발표 된 세라믹 발사 동안 알루미늄이 풍부한 점토의 미네랄 및 텍스처 변환이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다.  이 작품은 Universidad de Zaragoza의 Elisa Laita와 Blanca Bauluz에 의해 수행되었습니다.


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다른 온도에서의 미네랄 정량화
% 미네랄 위상 원시 점토 800ºC 900ºC 1000ºC 1100ºC 1200ºC 1300ºC
kaolinite 6 0 0 0 0 0 0
pyrophyllite 17 9 6 3 0 0 0
illite 52 55 33 13 0 0 0
orthoclase 5 6 5 4 0 0 0
Hematite 0 0 2 3 5 2 3
mullite 0 0 0 18 33 22 31
Quartz 12 18 11 12 9 4 2
유기물/유리체 위상 8 12 43 47 53 72 64