碳酸鈣晶須是繼納米碳酸鈣之后的又一種新型無機填充，無毒，無氣味，呈白色篷松狀固體（顯微鏡下為針狀單晶體）。晶須是在受控條件下培植生長的高純纖細單晶，其晶體結構近乎完整，不含有晶界、位錯、空洞等晶體缺陷，因而具有優異的力學性能及物理性能。碳酸鈣晶須材料是一種環保的晶須材料，具有造價低廉、性能優異的特點，作為新一代填充材料該產品具有如下性能和特點：

1. 綜合性能高的機械強度，并在使用過程中能減振，防滑，降噪，吸波，綜合性能好，摩擦系數高，耐磨性能和耐熱性能高。  

2. 摩擦性能穩定，熱衰退與熱恢復性能較好，特別是碳酸鈣晶須的填充更將增摩減磨有機地統一在一個體系中，高溫摩擦磨損性能優越。   

3. 產品壽命能提高30%，能減少芳淪纖維，鋼纖維，紫銅，鈦酸鉀，等高價值材料的用量，使摩擦材料成本大大降低。   

4. 原料來源豐富，價格低，不會因為原料問題而對生產產生影響， 產品摩擦后產生的粉末無毒，污染小。

碳酸鈣晶須是以來源廣泛、價格低廉的石灰石為原料，在較低溫度（<100< span="">℃）水相體系中即可制得，與其它需要高溫或較復雜工藝制得的晶須材料相比，碳酸鈣晶須的制造成本低、工藝簡單，易于工業化生產；生產和使用過程潔凈、無污染。 

碳酸鈣晶須顯微圖像

一、碳酸鈣晶須的制備：

1、碳酸化法

碳酸化法是目前國內外研究最多，也是較為成熟的一種方法。通過向Ca(OH)2水裝料中通入CO2氣體來實現，在Ca(0H)2漿料中，預先加入針狀碳酸鈣晶種或有利于晶體沿一維方向生長的磷酸系化合物、Mg2+鹽等晶型控制劑。通過控制Ca(0H)2漿料的濃度、反應溫度及CO2氣體的通入速度等氣液反應條件合成碳酸鈣晶須。類似于工業上合成輕質碳酸鈣的氣液法，因此也有人稱此法為氣液合成法。碳酸化法制備的碳酸鈣晶須絕大部分是文石相含有少量的方解石相，顯微鏡和掃描電子顯微鏡(SEM)對晶須的進行了形貌分析，結果表明所制備的碳酸鈣晶須表面光滑、均勻性好、長徑比大。

2、復分解制備法

復分解制備法是可溶性的碳酸鹽溶液與可溶性(或微溶性)鈣鹽溶液之間的反應。一般水溶性鈣鹽與碳酸鹽溶液反應總是生成方解石，文石型晶須的合成需要嚴格控制反應溫度、料漿濃度、反應時間、攪拌強度等合成條件。該法的最大弱點就是反應物的濃度不能太高。若想將較高濃度的可溶性碳酸鹽溶液加入到可溶性鈣鹽溶液中進行反應制備碳酸鈣晶須，困難較大。為了能夠提高反應物的濃度，往往需要向反應體系中添加各種晶型控制劑。此外，該法由于溶液濃度、溫度的不均一，會影響碳酸鈣晶須的純度和均勻性。  

3、尿素水解法

尿素水解法是利用尿素水解緩慢釋放出C032-，降低文石合成的過飽和度，一般用可溶性鈣鹽(CaCl2或Ca(N03)2等)作為鈣源，C032-的生成速度隨尿素水解速度而定，因此碳酸鈣晶須的形貌與大小比較容易控制。采用尿素與可溶性Ca2+鹽體系反應，利用尿素水解產生的二氧化碳來制備晶須。 此法的優點在于CO32-的產生速度受尿素水解速度的控制而恒定，所以能生成均一的文石相碳酸鈣晶須。缺點是尿素用量大(是鈣鹽用量的3倍)，成本高，不適合大規模工業生產。而且需在恒定的高溫(110℃)高壓條件下進行所以能耗大、危險性高。

二、碳酸鈣晶須的應用  

1、在造紙領域中的應用

文石型碳酸鈣晶須較傳統方解石型碳酸鈣填料有更高的留著率，更小的紙張強度降低率。用碳酸鈣晶須可以替代部分木漿(草漿)，減少天然植物纖維的消耗和制漿過程中廢水的排放等。同時紙張的白度、強度、透氣性、韌性等均會明顯改善。還可以減少常用的滑石粉、二氧化鈦、普通碳酸鈣、高嶺土之類的填料對紙張的強度、松厚度、粘度等所產生的負面影響。因此，碳酸鈣晶須在造紙行業上的應用，綜合效益好。

2、在復合材料中的應用  

碳酸鈣晶須的直徑細小，對塑料起著微觀增強效果，用其增強的塑料制品表面光潔度高，能用于精密塑料制品的成型碳酸鈣晶須具有強度高、模量高、耐熱與隔熱性好等優良特性，是一種質優價廉的綠色環保材料。用其增強高分子材料，可將無機晶須的剛性、尺寸穩定性和熱穩定性與高分子材料的韌性相結合，制備出高性能的高分子復合材料。

3、在建材中的應用

纖維狀無機填充物歷來被認為有致癌的危險，纖維頭部銳利易刺入肺中而引起炎癥發展成癌變。（可參考石棉危害的相關文獻）環保型碳酸鈣晶須作為填充物時，由于碳酸鈣在酸性條件下可分解成為可溶性物質，因此它的粉塵即使被操作人員吸入后，也能在人體內分泌酶的作用下被分解而排出體外，對人體的安全無危害性影響。因此，可以說碳酸鈣晶須是一種綠色建筑材料原料。 碳酸鈣晶須與水泥基材料具有良好的相容性，不同摻量水平下，碳酸鈣晶須摻量對水泥基復合材料力學性能均有比較可觀的增強效果，而且碳酸鈣 晶須對水泥漿料流動度的劣化影響不顯著，明顯低于碳纖維。將碳酸鈣晶須這一新型晶體纖維狀材料應用于通用水泥中，通過改善復合材料的微觀結構、力學性能，實現增強增韌的目標，顯著提高增強體系的綜合性能。碳酸鈣晶須將成為水泥基增強材料的新銳，為纖維混凝土的研究和應用開拓了新的領域。

4、在摩擦材料中的應用

使用了碳酸鈣晶須的剎車片，在機動車剎車過程中，能夠使剎車片的摩擦系數不發生大的變化，尤其是長時間剎車過程中，不會因為剎車時導致剎車片溫度的升高引起剎車片的失效或“抱死”，從而提高了剎車片使用過程中的安全性能。江南大學研究人員選用碳酸鈣晶須用于汽車制動器襯片，研究了其增摩減磨性能。實驗結果表明：當配方含15%碳酸鈣晶須時，具有高溫摩擦系數穩定、磨損率小、力學性能好等優點，綜合性能及性價比高。

5、在涂料中的應用

碳酸鈣晶須作為涂料的增粘劑，能顯著提高涂料的黏度，增加觸變性，提高涂料的抗開裂、附著力、粘接強度等性能。將碳酸鈣晶須加入硅溶膠、VAE（乙烯-乙酸乙烯酯共聚物）乳液、苯丙乳液等基體中，不僅可以顯著提高復合體系的黏度，而且可以改善抗開裂性、附著力、強度等。受基體的保護作用，碳酸鈣晶須在硅溶膠、苯丙乳液中的斷裂現象很少，完整的碳酸鈣晶須能夠起到骨架的作用，更好地發揮其優異的力學性能。  

小結：綜上所訴，碳酸鈣晶須的優異性能使得它的應用領域非常廣泛。碳酸鈣企業如果加大投入，大力開發實用化的碳酸鈣晶須生產工藝技術，一旦能夠獲得以較低成本大規模生產碳酸鈣晶須的技術成果，必將推動碳酸鈣晶須粉體迅速應用于汽車、造紙、電氣、涂料等眾多行業領域。企業將由此獲得強大的市場競爭力和巨大的經濟效益。

（粉體圈 作者：敬之）