Mg²⁺对半水硫酸钙晶须结晶习性的影响

作者：王青; 刁华利; 刘冬梅; 张典; 徐港

来源：人工晶体学报, 2023, 52(10): 1897-1906.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2023.10.011

• 半水硫酸钙晶须
• 磷石膏
• Mg2+
• 结晶习性
• 分子动力学模拟

本文以磷石膏为原料蒸压制备半水硫酸钙晶须，采用数字显微镜、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等微观测试方法对Mg2+作用下的半水硫酸钙晶须微观形貌、组成及晶面发育情况等进行试验研究，运用分子动力学技术模拟计算Mg2+在半水硫酸钙晶体晶面的相互作用能和径向分布函数，两者结合探讨Mg2+对半水硫酸钙晶体不同晶面结晶习性的影响。结果表明，Mg2+和半水硫酸钙晶体不同晶面的相互作用能从小到大顺序为：ΔE（200）（002）（400）（020）（204）,即Mg2+主要吸附在半水硫酸钙晶体的（200）、（002）、（400）晶面上。Mg2+与SO■间的作用距离小于Ca2+与SO■间的作用距离，Mg与S之间产生了明显的电子效应，且电子效应随硫酸镁掺量的增加而增强，XRD衍射峰位置随硫酸镁掺量的增多向右偏移变得更加明显，说明有少量的Mg2+嵌入半水硫酸钙晶格。在硫酸镁掺量0.15%（质量分数，下同）时，优先促进晶体c轴方向的生长，使半水硫酸钙晶须呈细长针状，平均长度为47.29μm,平均长径比为36.07;在硫酸镁掺量为0.30%时，抑制晶体沿c轴和径向的生长，使半水硫酸钙晶须呈细短针状，平均长度为39.72μm,平均长径比为28.91。

• 单位
  三峡大学; 三峡旅游职业技术学院