1. Introduzione della mullite
La mullite è una materia prima refrattaria con fase cristallina 3Al2O3.2SiO2 come componente principale. La mullite è divisa in due categorie: mullite naturale e mullite sintetica. La mullite naturale è rara ed è generalmente sintetizzata. La composizione chimica della mullite è Al2O371,8%, SiO228,2%.
La struttura minerale è un sistema cristallino romboedrico, i cristalli sono lunghi colonnari, come un ago, disposizione a catena, mullite aghiforme intervallata nel prodotto per formare uno scheletro forte.
Mattone refrattario di mullite è diviso in 3 tipi.
α-mullite, equivalente a 3Al2O3-2SiO2 puro, indicato come 3:2 tipo.
β-mullite, soluzione solida con eccesso di Al2O3, carattere leggermente gonfio, indicato come 2:1 tipo.
c-mullite, con una piccola quantità di TiO2 e Fe2O3 in soluzione solida.
La mullite è chimicamente stabile e insolubile in HF. la sua densità è di 3,03 g/cm3, Durezza Mohs 6~7, punto di fusione 1870 ℃, conduttività termica (1000℃) è 13,8 W/(m-K), coefficiente di dilatazione lineare (20~1000℃) è 5,3×10-6℃, modulo elastico 1,47×1010Pa.
La mullite ha buone proprietà meccaniche e termiche alle alte temperature, quindi i mattoni refrattari sintetici della mullite e i loro prodotti presentano i vantaggi dell'alta densità e della purezza, elevata resistenza strutturale alle alte temperature, basso tasso di scorrimento ad alta temperatura, piccolo tasso di dilatazione termica, forte resistenza all'erosione chimica, e buona resistenza agli shock termici.
2. Metodo di sintesi della mullite
Il metodo di sintesi della mullite può essere suddiviso in metodo di sinterizzazione e metodo di elettrofusione. Metodo di sinterizzazione in base al modo di preparazione della materia prima ed esistono metodi a secco e a umido, il processo a secco prevede che gli ingredienti vengano macinati insieme, dopo la ballatura o pressatura delle billette con forno rotativo o forno a tunnel.
Il processo a umido consiste nell'aggiungere acqua al composto e macinarlo in un impasto liquido, quindi pressarlo e disidratarlo in una torta di fango, estrusione sotto vuoto nella sezione del fango o nella billetta del fango e poi sparata.
Il metodo di fusione elettrica consiste nell'aggiungere il composto al forno elettrico ad arco, fondono nell'alta temperatura formata dall'arco elettrico, cristallo di precipitazione di raffreddamento costituito da ingredienti di materie prime naturali (come la bauxite, eccetera.). Può essere schiacciato direttamente <1.5particelle da mm senza macinazione, e poi mescolato con altre materie prime in polvere nel mixer.
La sintesi per sinterizzazione della mullite viene generalmente effettuata a 1650 ~ 1700 ℃. I principali fattori di processo che influenzano la sintesi della mullite mediante sinterizzazione sono la purezza delle materie prime, la finezza delle materie prime e la temperatura di calcinazione.
La sintesi tramite sinterizzazione della podzolite si basa principalmente sulla reazione in fase solida tra Al2O3 e SiO2 per essere completata, quindi migliorare la dispersione delle materie prime accelererà il processo di reazione omogenea. Soprattutto il <8Le particelle μm svolgono un ruolo importante nella formazione e nella sinterizzazione della mullite sintetica. Si può vedere che le materie prime sono sufficientemente miscelate con macinazione fine, è quello di promuovere la sintesi della reazione in fase solida della mullite è un'importante condizione di processo.
La mullite viene generalmente generata a 1200 ℃ e terminata a 1650 ℃. In questo momento è un micro prodotto, quando la temperatura supera 1700 ℃ quando la cristallizzazione è ben sviluppata. Si può notare che la temperatura di combustione influisce direttamente sulla formazione della mullite e sullo sviluppo dei cristalli.
Dunque, Per la sintesi della mullite è necessario riscaldare fino ad una certa temperatura di cottura ed estendere un certo tempo di permanenza. La purezza delle materie prime utilizzate nella sintesi dei mattoni di mullite è molto rigorosa, e una piccola quantità di componenti di impurità ridurrà il contenuto di mullite.
Nella produzione industriale, è inevitabile introdurre una varietà di impurità, avere Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O, di cui il più dannoso è Na2O, K2O, inibiscono la formazione di mullite, e portare ad un gran numero di fasi vetrose ricche di silice, riducendo il contenuto di mullite.
Fe2O3 ritarderà il processo di mullitizzazione e aumenterà la quantità di fase vetrosa. Quando il TiO2 è presente in piccole quantità, alcuni ioni Ti entrano nel reticolo della mullite per formare una soluzione solida e promuovere la formazione di mullite e lo sviluppo e la crescita dei cristalli, e quando il contenuto di TiO2 è troppo elevato, svolge ancora il ruolo di agente di fusione.
Il mattone di mullite per fusione elettrica viene fuso nel forno ad arco elettrico, mullite dal cristallo di precipitazione del raffreddamento della fusione e prodotta, il suo processo di cristallizzazione della precipitazione e il diagramma di fase del sistema Al2O3-SiO2 sono simili al processo di cristallizzazione della precipitazione. Quando il valore Al2O3 del materiale accoppiato è superiore a 71.8% del gruppo teorico in mullite, si forma una soluzione solida di mullite con un eccesso di Al2O3 disciolto, cioè. β-mullite, and the corundum phase appears only when Al2O3>80%.
La composizione della fase minerale della mullite elettrofusa è generalmente costituita da cristalli di mullite e fase vetrosa. Rispetto alla mullite sinterizzata, La mullite elettrofusa ha cristalli ben sviluppati, grani grossi, meno difetti, e dimensioni dei cristalli centinaia di volte più grandi di quelle della mullite sinterizzata. Dunque, le proprietà meccaniche alle alte temperature e la resistenza all'erosione sono relativamente migliori.
3. Forme comuni di mullite
I materiali di mullite possono essere prodotti mediante sintesi diretta di caolinite, minerali del gruppo della silice, idrossido di alluminio o allumina e silice.
Materiali argillosi e allumina o minerali del gruppo silice e allumina industriale nelle condizioni di riscaldamento Reazione F per formare mullite primaria e secondaria, mullite primaria formata nella gamma di 1000 ~ 1200 ℃, aumentare ulteriormente la temperatura, in modo che la cristallizzazione aumenti.
La formazione della mullite secondaria si completa solitamente a 1650°C. Al fine di produrre prodotti di mullite densi, comunemente viene utilizzato il metodo di sinterizzazione in due fasi.
La mullite ha due forme cristalline: aghiformi e prismatici. Fase vetrosa rinforzata con mullite ad ago, fase di composizione chimica del materiale, allo stesso tempo, ago refrattari di materiale mullite rispetto al materiale mullite prismatico.
La caolinite viene riscaldata rapidamente fino a oltre 1400°C per formare mullite aghiforme. Altrimenti, il riscaldamento lento a temperature più basse forma la mullite prismatica. Sono state segnalate anche morfologia tubolare e mullite sferica, il primo presumibilmente dovuto alla tensione causata dalla dimensione incongruente dei tetraedri silicio-ossigeno e allumino-ossigeno, e quest'ultimo, la cosiddetta mullite azotata.
Le caratteristiche di anisotropia dell'espansione termica della mullite le conferiscono una buona stabilità termica, materiale avanzato di mullite per le parti dell'alimentatore, può essere sostituito direttamente senza preriscaldamento all'alimentatore operativo.
