Welche Eigenschaften hat Mullit? Wie wird es in feuerfesten Aluminium-Silizium-Siliziumkarbid-Materialien verwendet?
Mullit ist ein Mineral, das bei hohen Temperaturen aus Alumosilikaten entsteht. Es entsteht, wenn Alumosilikate künstlich erhitzt werden und wird häufig zur Herstellung von feuerfesten Hochtemperaturmaterialien verwendet. Die chemische Formel lautet 3Al2O3·2SiO2. Theoretisch beträgt der Al2O3-Gehalt in reinem Mullit etwa 71,8 %. Unter Normaldruck ist es die einzige Verbindung, die im binären Phasendiagramm Al2O3-SiO2 stabil existieren kann. Die Kristallstruktur von Mullit ist ein orthorhombisches Kristallsystem. Die durchschnittliche Struktur besteht aus oktaedrischen gemeinsamen Kanten, die zu einer Kette parallel zur C-Achse verbunden sind. Es befindet sich an den vier Eckpunkten und in der Mitte der Projektionsebene der Elementarzelle. Bei Z= jeder Elementarzelle ist die Oktaederkette bei 1/2 mit den [SiO4]- und [AlO4]-Tetraedern verbunden, und die Tetraeder bilden eine Doppelkette parallel zur c-Achse.
Mullit ist eine kettenartige Anordnung nadel- oder säulenförmiger Kristalle, die sich entlang der c-Achse erstrecken. Diese nadel- oder säulenförmigen Kristalle kreuzen sich und bilden eine verflochtene und feste Netzwerkstruktur. Diese Eigenschaft verleiht Mullit-Produkten eine relativ hervorragende Leistung. Es hat die folgenden Eigenschaften: seine Härte ist hoch, etwa 6,7 (Mohs-Härte), sein Schmelzpunkt kann 1870 Grad erreichen, seine Wärmeleitfähigkeit beträgt 13,8 KJ/m·h·K und seine lineare Ausdehnung ist beispielsweise gering 20~1000 Grad Die lineare Ausdehnungsrate von Mulliten beträgt 5,3×10-6/K, und der Elastizitätsmodul ist niedrig und liegt zwischen 160-200GPa, was etwa der Hälfte des von Al2O3 und SiC entspricht.
Mullit verfügt über ausgezeichnete physikalische und chemische Eigenschaften, wie z. B. hohe Feuerfestigkeit, gute Thermoschockstabilität und Kriechfestigkeit, hohe Erweichungstemperatur unter Last, gute Volumenstabilität und Korrosionsbeständigkeit. Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass seine Hochtemperaturfestigkeit und seine Brucheigenschaften mit zunehmender Temperatur zunehmen und nicht abnehmen. Beispielsweise beträgt seine Festigkeit bei einer hohen Temperatur von 1300 Grad das 1,7-fache der Festigkeit bei Raumtemperatur. Wenn die Temperatur über 1800 Grad steigt, beginnen sich im Mullit Spuren einer flüssigen Phase zu bilden. Wenn die Temperatur 1850 Grad erreicht, schmilzt das Mullit vollständig. Daher wird Mullit häufig in Branchen wie Zement, Glas, Keramik, Metallurgie, Chemie, Elektrizität, Landesverteidigung und Gas verwendet und wird zu einem fortschrittlichen feuerfesten Material, das den Einsatzbedingungen entspricht.
In feuerfesten Materialien aus Aluminium-Silizium-Siliziumkarbid sind säulen- und nadelförmige Mullitkristalle miteinander durchsetzt, um eine versetzte Netzwerkstruktur zu bilden. Diese Netzwerkstruktur kann eine enge Verbindung mit den umgebenden Partikeln eingehen, wodurch das feuerfeste Material eine relativ hohe Festigkeit erhält. Das Vorhandensein von Mullit kann die Thermoschockstabilität und die Lasterweichungstemperatur des Materials verbessern, sodass das feuerfeste Aluminium-Siliziumkarbid-Material an Orten mit höheren Temperaturen und häufigen Änderungen verwendet werden kann.
