鎂橄欖石理化性質(zhì)
鎂橄欖石的化學式為：Mg?SiO?，一般簡寫為M?S。其熔點為1890℃，是MgO-SiO?體系中最穩(wěn)定的耐火相。鎂橄欖石的晶體結(jié)構(gòu)屬于正交晶系，負離子配位多面體分別為硅氧四面體和鎂氧四面體，其中硅氧四面體呈孤立分布，硅氧四面體之間由鎂離子按鎂氧八面體的方式鏈接。
在室溫到熔化溫度的溫度梯度變化過程中，鎂橄欖石沒有同質(zhì)異象轉(zhuǎn)變，其理論化學組成為57.1%的MgO和42.9%的SiO?。常見的橄欖石形態(tài)為粒狀集合體或塊狀體，顏色為白色、淺黃或淺綠。硬度為6.5～7.0，密度為3.22-3.33g·cm?3，晶格能為17572.84J·mol?1。
天然橄欖石
天然的鎂橄欖石一般都是和鐵橄欖石是伴生的，由于鐵橄欖石的熔點為 1205℃，因此鐵橄欖石的存在會影響了鎂橄欖石的高溫性能，降低其熱震穩(wěn)定性，并且由于 Mg2+和 Fe2+原子半徑和性能相似，二者可以相互取代而形成共融化合物。
天然橄欖石質(zhì)制品原料主要來源于橄欖巖、蛇紋巖、鈍橄欖巖和滑石。這些礦產(chǎn)在世界各地都有廣泛的分布，如美國、日本、挪威、意大利、巴西和墨西哥等。我國的鎂橄欖石礦藏主要分布在湖北、陜西、河南、四川、江西、遼寧和河北等地，存儲量極其豐富。
橄欖巖
橄欖巖屬超基性巖架巖，它的主要礦物組成是橄欖石[2(MgFe)O·SiO2]，并含有少量的尖晶石、磁鐵礦、鉻鐵礦以及角閃石等。一般來說，當橄欖巖中的含量超過時，不宜作為耐火材料亦使用。
蛇紋巖
蛇紋巖是以蛇紋石礦物(3MgO·2SiO2·2H2O)為主要成分的巖石，它是橄欖巖的風化產(chǎn)物。蛇紋石的理論化學組成為MgO43%、SiO244.1%、H2O12.9%。蛇紋石的顏色主要有暗綠色、灰色、淺黃色油脂或錯狀光澤，密度為2.0-2.6g·cm-3。純橄欖巖是向蛇紋巖轉(zhuǎn)變過程中的橄攬巖，它含有橄欖石和蛇紋石。
滑石
滑石的理論化學組成為3MgO·4SiO2·H2O。該礦物屬單斜晶系，莫氏硬度為1.0-1.5，密度為2.7-2.8g·cm-3，呈片狀或鱗片狀結(jié)構(gòu)，顏色為白色。
合成鎂橄欖石
除天然原料，用于合成鎂橄欖石的原料很多。
MgO源：菱鎂礦、水鎂石、燒結(jié)鎂砂等，特別是含量較高的低品位菱鎂礦尾礦;
SiO2源：天然桂石、河沙、桂微粉、桂線石、藍晶石、紅柱石及鐵尾礦等。
鎂橄欖石的合成
鎂橄欖石的合成方法主要有：固相法、溶膠凝膠法、燃燒法、機械活化法。
(一)固相法
利用含MgO原料和含SiO2原料在高溫下直接制備鎂橄欖石。
固相合成方法簡單、易實現(xiàn)，但固相間反應速度慢，反應過程較長且能耗較高。
影響因素
影響固相合成反應的因素主要有：原料種類、顆粒大小、加熱溫度、保溫時間以及成型壓力等。
(二)溶膠凝膠法
溶膠凝膠法的特點是制備的材料純度高，合成溫度低。
（三）燃燒法
利用反應熱的自傳導作用，使不同的反應物之間發(fā)生化學反應，在瞬間形成化合物的高溫合成法。
（四）機械活化法
材料在機械力作用下產(chǎn)生晶格畸變和局部破壞，并形成各種缺陷，導致其內(nèi)能增大，反應活性增強，從而可以實現(xiàn)材料在較低溫度下燒結(jié)。
鎂橄欖石的應用
鎂橄欖石作為耐火材料被廣泛應用于冶金、熱工以及鑄造行業(yè)。
在熱工領域，鎂橄欖石主要用于加熱爐爐底、熱風爐爐襯以及各種工業(yè)畝爐蓄熱室的格子磚。
在鑄造領域，由于鎂橄欖石不含游離態(tài)，而被公認為是綠色環(huán)保型鑄造材料，主要用于鑄件造型材料使用。
在冶金領域，鎂橄欖石主要作為連鑄中間包內(nèi)襯材料使用，少部分作為轉(zhuǎn)爐和鋼包修補材料使用。
