1. 研究目的与意义（文献综述）

　　 晶须的发现和研究历史很长，早在几个世纪以前，人们就发现了自然界中存在某些丝状晶体，最典型的就是早期发现的发丝状银晶体以及被誉为“哲学家的羊毛”的纤维状氧化锌晶体。1952年，c．赫林和j．k．高尔特发现，直径约为2微米的锡晶体细丝具有理论所预测的强度，同时先后发现许多材料的晶体细丝也具备此特性，其强度是相应晶体的100～1000倍，这种直径为微米数量级的晶体细丝就是“晶须”^[1]。

硫酸钙晶须是一种质优价廉的绿色环保材料，它以单晶形式生长的新型针状、具有均匀横截面、完整外形、内部结构完善的纤维亚纳米材料^[2]。其形态是由于晶体在轴向和侧面生长速率的差异造成的，晶须主要沿轴向方向的螺旋错位生长^[3-4]，其侧面是低能面，生长非常缓慢，通过表面扩散给晶须的尖端或基面上露头螺旋供料。

硫酸钙晶须尺寸稳定，不仅具有无机非金属材料的性能优点，如电绝缘性好、耐磨损、强度高、耐高温、抗化学腐蚀等优点，同时因其特有的晶须状态，还具有良好的韧性。此外，硫酸钙晶须易于进行表面处理，与有机材料如橡胶、塑料、纸张等聚合物的亲和力强，其价格却仅为碳化硅晶须的1/200~1/300，具有较强的市场竞争力，因此可广泛用于聚氨酯、塑料、陶瓷及水泥等领域^[5]。

硫酸钙晶须分为无水、半水、二水3种,其中无水硫酸钙晶须强度最高。二水硫酸钙晶须在超过110℃使用时起不到晶须的增强作用,工业应用前景小；无水及半水硫酸钙晶须则具有较高的强度和使用价值。硫酸钙晶须具有优良的力学性能,良好的相容性,优良的平滑性,再生性能好,毒性低,制造成本低,主要用于造纸、复合材料的增加组元、摩擦材料、环境工程过滤、沥青改性,以及提高涂料和油漆的附着力、耐温性及绝缘性^[6]。目前,制备硫酸钙晶须主要采用天然石膏为原料,而天然石膏是不可再生资源,无限开采将导致天然石膏资源的枯竭,因此，利用工业副产品制备硫酸钙晶须变得更为重要^[7-8]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容及研究目标

1.了解晶须的形成机理及制备硫酸钙晶须的基本原理和方法。

2.通过水热合成工艺制备硫酸钙晶须，确定最优的工艺参数。

3.分析总结试验数据，对所制备出材料的性能进行测试表征，研究其结构与性能关系。

3. 研究计划与安排

　　第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解试验所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周：制定研究方案，明确试验方法、分析技术和手段，完成实验准备工作。

第6－8周：完成硫酸钙晶须的制备，确定合适的工艺条件。

第9-10周： 通过光学显微镜观察晶须形貌，并用图像处理软件测量晶须长径比。确定最佳工艺参数（温度，时间，加水量）。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]evans c c.whiskers[m].london;mills and boor limited,1972．

[2]石岩，谢来苏.一种新型造纸原料——石膏微纤[j].西南造纸,2002,(6)：18.

[3]frank f. c．the influence of dislocations on crystal growth [j]．disc．far．soc，1949(5)：48-54．

[4]frank f. c．in growth and perfection of crystal [m]．new york：wile，1958：350-360．