煅燒鎂橄欖砂是制備鎂鋁尖晶石等高溫材料的重要步驟之一，其燒結(jié)溫度和時間對其質(zhì)量有著明顯的影響。本文將從理論和實驗兩個方面探討這種影響。

一、理論分析

煅燒鎂橄欖砂的燒結(jié)過程，可以理解為鎂橄欖石中的 結(jié)晶水和碳酸鹽等揮發(fā)性物質(zhì)被分解出來，從而使得粒子間相互作用力增強，顆粒之間形成力學上的聯(lián)系。隨著溫度的升高，揮發(fā)性物質(zhì)的分解速度加快，促進顆粒間的燒結(jié)，顆粒粘結(jié)力增大。但是，過高的溫度會使顆粒表面積減小，與其他顆粒的接觸面相對變小，從而導致未完全燒結(jié)的顆粒間的空隙過大。此外，如果保溫時間不足，也會導致內(nèi)部顆粒間未充分粘結(jié)。這樣就會出現(xiàn)“化學活性殘留”的情況，即在高溫下有一部分揮發(fā)性物質(zhì)分解不徹底，殘留在顆粒間，降低了材料的結(jié)構(gòu)強度和耐熱性能。

因此，對于煅燒鎂橄欖砂而言，燒結(jié)溫度和時間的選擇應基于如下幾個因素：

1. 材料的化學成分和性質(zhì)：不同成分、不同含量的雜質(zhì)和水份，對煅燒溫度有不同的要求。一些元素的存在（如Fe、Mn等）會影響材料的熱穩(wěn)定性，提高煅燒溫度的需要。而其它元素（如Ca、Si等）較容易溶于高溫下的玻璃相中，導致結(jié)構(gòu)松散。

2. 燒結(jié)前的顆粒粒度和分布：顆粒形態(tài)和分布，直接影響它們之間的接觸面積和燒結(jié)時間。較大的顆粒形態(tài)，需要更長的燒結(jié)時間和更高的溫度才能充分燒結(jié)。同時，過于均勻的分布也會導致顆粒表面積過小，不利于燒結(jié)。

3. 熱處理設(shè)備和工藝：燒結(jié)設(shè)備不能承受過高的溫度，也有一定的保溫時間限制，應根據(jù)其設(shè)備的特點及工藝條件來選擇。

二、實驗研究

通過實驗證明，燒結(jié)溫度和時間對鎂橄欖砂熱穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)強度影響顯著。

一般來說，合適的燒結(jié)溫度范圍在1600~1700℃之間，保溫時間為3~4小時。在這個溫度下，鎂橄欖石中的揮發(fā)物質(zhì)可以被徹底分解，達到滿意的燒結(jié)程度，顆粒粘結(jié)度大大增強。實驗表明，隨著溫度的升高，表觀密度、晶粒尺寸和強度等性能指標先增后減，1500℃~1700℃之間，其晶粒尺寸和截面積都呈現(xiàn)單峰結(jié)果，1500℃以下則整體縮小。保溫時間與強度之間呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，保溫時間越長、顆粒之間的微觀結(jié)構(gòu)越密切，顆粒粘結(jié)度也隨之升高。

但需要注意的是，這里的合適燒結(jié)溫度值只是一個參考值，具有效果的燒結(jié)條件還要通過實驗進一步確定。

三、小結(jié)

煅燒鎂橄欖砂的燒結(jié)溫度和時間對其質(zhì)量有著決定性的影響。找到合適的溫度和時間條件，能夠有效提高其熱穩(wěn)定性和強度，而選擇錯誤則會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散和化學活性殘留等問題。在制備過程中，需要根據(jù)材料的化學成分、顆粒大小和分布、熱處理設(shè)備及工藝等多個因素來綜合考慮調(diào)整燒結(jié)溫度和時間，從而達到理想的制備效果。