表面結合能評價法煤矸石是由不同種類、不同比例和不同結晶度硅酸鹽礦物和其他礦物所組成的復雜體系，其中提供膠凝活性組分的主要是硅酸鹽礦物。硅氧四面體是組成硅酸鹽礦物的骨架，O對硅的化學環(huán)境起著支配作用，O離子極化度的差異是區(qū)分不同硅酸鹽的基礎，O離子極化度的不同會引起硅酸鹽礦物Si2p結合能的變化。

根據(jù)XPS原理，表面元素的芯能級電子結合能值與該元素的原子在表面所處的化學環(huán)境有關，與結構相關；另外，膠凝材料的水硬性主要發(fā)生在顆粒表面。因此，材料的表面電子結合能與膠凝活性有一定的關系。筆者從煤矸石礦物組成和結構特性出發(fā)研究物料Si2p、A12p結合能和其膠凝材料力學性能之間的關系，煤矸石的綜合利用提出用結合能來評價煤矸石活性的新方法，并用礦渣和粉煤灰來驗證該方法的準確性。

試驗設備及方法固體表面分析已發(fā)展為一種常用的儀器分析方法，特別是對于固體材料的分析和元素化學價態(tài)分析。根據(jù)電子能譜原理，表面元素的能級電子結合能與該元素的原子在表面所處的化學環(huán)境（如化學態(tài)、化學價等）有關，由于X射線光電子能譜（XPS）具有很高的表面靈敏度，適合于有關涉及表面元素定性和定量分析方面的應用，同樣也可以應用于元素化學價態(tài)的研究。

X射線光電子能譜基于光電離作用，當一束光子輻照到樣品表面時，光子可以被樣品中某一元素的原子軌道上的電子所吸收，煤矸石磨粉機使得該電子脫離原子核的束縛，以一定的動能從原子內(nèi)部發(fā)射出來，變成自由的光電子，而原子本身則變成一個激發(fā)態(tài)的離子。試驗采用PHI-5300ESCA能譜儀進行XPS線性分析，采用Mg/Al陽極靶，功率為400W。分析器的通過能量統(tǒng)一設定為37.25eV，為提高碳能量分辨率，分析器的通能設置在17.5eV，并采用位置靈敏檢測器進行檢測。在XPS分析時，分析室的真空度優(yōu)于6×10-8Pa，由于采用鈦濺射泵系統(tǒng)，碳污染很校用C(1s)石墨的電子結合能進行峰位校正，取值為285eV。

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