1. Introducción de mullita
La mullita es una materia prima refractaria con fase cristalina 3Al2O3.2SiO2 como componente principal.. La mullita se divide en dos categorías.: mullita natural y mullita sintética. La mullita natural es rara y generalmente se sintetiza.. La composición química de la mullita es Al2O371,8%., SiO228,2%.
La estructura mineral es un sistema cristalino romboédrico., los cristales son columnares largos, como una aguja, disposición en forma de cadena, Mullita en forma de aguja intercalada en el producto para formar un esqueleto fuerte..
Ladrillo refractario de mullita se divide en 3 tipos.
α-mullita, equivalente al 3Al2O3-2SiO2 puro, denominado 3:2 tipo.
β-mullita, solución sólida con exceso de Al2O3, carácter ligeramente hinchado, denominado 2:1 tipo.
c-mullita, con una pequeña cantidad de TiO2 y Fe2O3 en solución sólida.
La mullita es químicamente estable e insoluble en HF.. su densidad es 3,03g/cm3, Dureza de Mohs 6~7, punto de fusión 1870 ℃, conductividad térmica (1000℃) es 13,8W/(m-K), coeficiente de expansión lineal (20~1000℃) es 5,3 × 10-6 ℃, módulo elástico 1,47×1010Pa.
La mullita tiene buenas propiedades mecánicas y térmicas a altas temperaturas., Los ladrillos refractarios de mullita sintética y sus productos tienen las ventajas de alta densidad y pureza., alta resistencia estructural a alta temperatura, baja tasa de fluencia a alta temperatura, pequeña tasa de expansión térmica, fuerte resistencia a la erosión química, y buena resistencia al choque térmico.
2. Método de síntesis de mullita
El método de síntesis de mullita se puede dividir en método de sinterización y método de electrofusión.. Método de sinterización según la forma de preparación de la materia prima y existen métodos secos y húmedos., El proceso seco es que los ingredientes se muelen juntos., después del prensado de bolas o de palanquillas con horno rotatorio o horno de túnel.
El proceso húmedo consiste en agregar agua al compuesto y molerlo hasta obtener una suspensión., luego presiónelo y escúrralo hasta obtener una torta de barro., extrusión al vacío en la sección de lodo o palanquilla de lodo y luego disparado.
El método de fusión eléctrica consiste en agregar el compuesto al horno de arco eléctrico., Derretirse en la alta temperatura formada por el arco eléctrico., Cristal de precipitación refrescante hecho de ingredientes de materias primas naturales. (como la bauxita, etc.). Se puede triturar directamente <1.5mm partículas sin triturar, y luego mezclado con otras materias primas en polvo en el mezclador.
La síntesis por sinterización de mullita generalmente se lleva a cabo a 1650 ~ 1700 ℃. Los principales factores del proceso que afectan la síntesis de mullita mediante sinterización son la pureza de las materias primas., La finura de las materias primas y la temperatura de calcinación..
La síntesis de sinterización de podzolita se basa principalmente en la reacción en fase sólida entre Al2O3 y SiO2 para completarse., por lo que mejorar la dispersión de las materias primas acelerará el proceso de reacción homogénea. Especialmente el <8Las partículas de μm juegan un papel importante en la formación y sinterización de mullita sintética.. Se puede observar que las materias primas están suficientemente mezcladas con molienda fina., Es promover la síntesis de la reacción en fase sólida de mullita y es una condición importante del proceso..
La mullita generalmente se genera a 1200 ℃ y termina a 1650 ℃. En este momento es un micro producto., cuando la temperatura excede 1700 ℃ cuando la cristalización está bien desarrollada. Se puede observar que la temperatura de combustión afecta directamente a la formación de mullita y al desarrollo de cristales..
Por lo tanto, calentar a una cierta temperatura de cocción y extender un cierto tiempo de retención es necesario para la síntesis de mullita. La pureza de las materias primas utilizadas en la síntesis de ladrillos de mullita es muy estricta., y una pequeña cantidad de componentes de impurezas reducirá el contenido de mullita.
En la producción industrial, es inevitable traer una variedad de impurezas, tener Fe2O3, TiO2, cao, MgO, Na2O, K2O, de los cuales el más dañino es el Na2O, K2O, inhiben la formación de mullita, y conducir a una gran cantidad de fase vítrea rica en sílice, reducir el contenido de mullita.
Fe2O3 retrasará el proceso de mulitización y aumentará la cantidad de fase vítrea.. Cuando TiO2 está presente en pequeñas cantidades, Algunos iones de Ti ingresan a la red de mullita para formar una solución sólida y promover la formación de mullita y el desarrollo y crecimiento de cristales., y cuando el contenido de TiO2 es demasiado alto, todavía desempeña el papel de agente de fusión.
El ladrillo de mullita de fusión eléctrica se funde en el horno de arco eléctrico, mullita del cristal de precipitación de enfriamiento fundido y hecho, su proceso de precipitación de cristales y diagrama de fases del sistema Al2O3-SiO2 similar al proceso de precipitación de cristales. Cuando el Al2O3 del material de acoplamiento es superior a 71.8% del grupo teórico en mullita, Se forma una solución sólida de mullita con un exceso de Al2O3 disuelto., es decir. β-mullita, and the corundum phase appears only when Al2O3>80%.
La composición de la fase mineral de la mullita electrofundida es generalmente cristales de mullita y fase vítrea.. Comparado con la mullita sinterizada, La mullita electrofundida tiene cristales bien desarrollados., granos grandes, menos defectos, y tamaños de cristales cientos de veces mayores que los de la mullita sinterizada. Por lo tanto, las propiedades mecánicas a alta temperatura y la resistencia a la erosión son relativamente mejores.
3. Formas comunes de mullita
Los materiales de mullita se pueden producir mediante síntesis directa de caolinita., minerales del grupo sílice, hidróxido de aluminio o alúmina y sílice.
Materiales arcillosos y minerales del grupo de alúmina o sílice y alúmina industrial en las condiciones de calentamiento Reacción F para formar mullita primaria y secundaria, mullita primaria formada en el rango de 1000 ~ 1200 ℃, aumentar aún más la temperatura, para que la cristalización aumente.
La formación de mullita secundaria suele completarse a 1650°C.. Para producir productos densos de mullita., El método de sinterización en dos pasos se utiliza habitualmente..
La mullita tiene dos formas cristalinas.: en forma de aguja y prismático. Fase de vidrio reforzada con mullita aguja., fase de composición química del material, al mismo tiempo, aguja refractarios de material de mullita que el material prismático de mullita.
La caolinita se calienta rápidamente por encima de los 1400 °C para formar mullita en forma de aguja.. De lo contrario, El calentamiento lento a una temperatura más baja forma mullita prismática.. También se ha informado de morfología tubular y mullita esférica., el primero presumiblemente debido a la tensión causada por el tamaño incongruente de los tetraedros de silicio-oxígeno y alumino-oxígeno, y este ultimo, la llamada mullita que contiene nitrógeno.
Las características de anisotropía de expansión térmica de la mullita hacen que tenga buena estabilidad térmica., material de mullita avanzado para las piezas del alimentador, Se puede reemplazar directamente sin precalentar el alimentador en funcionamiento..
