以有机酸钙（草酸钙、硬脂酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙）、CaO2粉、Al粉、Al2O3粉为原料、以草酸亚铁（FeC2O4）为催化剂,通过燃烧合成法制备含碳铝酸钙粉体,采用X射线衍射仪、Raman光谱仪、碳硫仪、高分辨透射电镜、扫描电镜及能谱仪对粉体进行表征,研究有机酸钙种类、掺量及FeC2O4掺量对燃烧产物物相组成、微观形貌、碳含量、碳有序度的影响,并用燃烧波淬熄法对燃烧合成含碳铝酸钙粉体的机理进行了研究。结果表明:草酸钙原料体系燃烧产物物相为CaO·Al2O3（CA）、CaO·2Al2O3（CA2）以及残余Al,草酸钙掺量为13.6 wt%的试样实际碳含量为0.04 wt%。硬脂酸钙原料体系、柠檬酸钙原料体系、葡萄糖酸钙原料体系燃烧产物物相均为CA、CA2。硬脂酸钙原料体系随硬脂酸钙掺量的增加,CA衍射峰强度减弱,CA2衍射峰强度增强,硬脂酸钙最大掺量为2.31 wt%,实际碳含量最高为0.26 wt%。柠檬酸钙原料体系随柠檬酸钙掺量的增加CA和CA2的衍射峰强度减弱,碳含量随柠檬酸钙掺量的增加而增加,柠檬酸钙最大掺量为9.71 wt%,实际碳含量最高为0.40wt%。葡萄糖酸钙原料体系中CA和CA2的衍射峰强度以及燃烧产物中实际碳含量随葡萄糖酸钙掺量的增加呈现先增强后减弱的趋势,当掺量为6.66 wt%时CA的衍射峰强度最强,实际碳含量最高为0.8 wt%。葡萄糖酸钙原料体系中环状晶格条纹的碳存在于块状结构的铝酸钙晶粒边沿或被铝酸钙晶粒包裹,其晶面间距为0.33nm,与碳的（002）晶面一致。在葡萄糖酸钙原料体系中加入催化剂FeC2O4,燃烧产物中碳的有序度随FeC2O4掺量的增加呈现先增加后降低的趋势,当葡萄糖酸钙掺量为0.75 wt%时碳的有序度最高。在葡萄糖酸钙原料体系(CaO2-CaC12H22O14-Al-Al2O3)燃烧合成含碳铝酸钙粉体的过程中,首先CaO2分解为CaO和O2,熔融的Al和O2反应生成Al2O3,CaO和Al2O3进一步反应生成12CaO·7Al2O3(C12A7),CaC12H22O14分解为CaCO3和C,熔融的Al和Al2O3将CaCO3和C包裹。其次CaCO3分解为CaO和CO2,Al和CO2发生铝热还原反应生成C并放出大量的热促使C12A7相向CA相转化。最后C12A7和CA分别与Al2O3反应生成CA2。燃烧产物中的碳是原料CaC12H22O14热分解产生的碳以及Al与CO2铝热还原反应生成的碳。
