1. Pagpapakilala ng Mullite
Mullite ay isang refractory raw materyal na may 3Al2O3.2SiO2 kristal phase bilang pangunahing bahagi. Ang Mullite ay nahahati sa dalawang kategorya: natural mullite at synthetic mullite. Ang natural mullite ay bihira at sa pangkalahatan ay synthesized. Ang komposisyong kimikal ng mullite ay Al2O371.8%, SiO228.2%.
Ang istraktura ng mineral ay rhombohedral crystal system, ang mga kristal ay mahabang kolumna, parang karayom, pagkakaayos na parang kadena, parang karayom na mullite na interspersed sa produkto upang bumuo ng isang malakas na balangkas.
Mullite firebrick ay nahahati sa 3 Mga Uri.
α-mullite, katumbas ng purong 3Al2O3-2SiO2, na tinutukoy bilang 3:2 uri ng.
β-mullite, solidong solusyon sa labis na Al2O3, bahagyang namamaga ang pagkatao, na tinutukoy bilang 2:1 uri ng.
γ-mullite, na may isang maliit na halaga ng TiO2 at Fe2O3 sa solidong solusyon.
Mullite ay chemically matatag at hindi matutunaw sa HF. ang density nito ay 3.03g/cm3, Mohs tigas 6~7, punto ng pagtunaw 1870o C, thermal kondaktibiti (1000°C) ay 13.8W/(m-K), koepisyente ng pagpapalawak ng linear (20~ 1000°C) ay 5.3×10-6°C, elastic modulus 1.47×1010Pa.
Mullite ay may magandang mataas na temperatura mekanikal at mataas na temperatura thermal katangian, Kaya synthetic mullite refractory brick at ang kanilang mga produkto ay may mga pakinabang ng mataas na density at kadalisayan, mataas na istruktura lakas sa mataas na temperatura, mababang creep rate sa mataas na temperatura, maliit na thermal expansion rate, malakas na paglaban sa kemikal pagguho, at magandang thermal shock resistance.
2. Paraan ng Mullite Synthesis
Mullite synthesis paraan ay maaaring nahahati sa sintering paraan at electrofusion paraan. Sintering method ayon sa paraan ng paghahanda ng hilaw na materyal at may mga tuyo at basang paraan, ang dry proseso ay ang mga sangkap ay giniling magkasama, pagkatapos ng balling o billet pagpindot sa rotary kiln o tunnel kiln firing.
Ang wet proseso ay upang magdagdag ng tubig sa compound at giling ito sa slurry, pagkatapos ay pindutin at dewater ito sa putik cake, vacuum extrusion sa mud section o mud billet at pagkatapos ay pinaputok.
Ang electric fusion method ay upang idagdag ang compound sa electric arc furnace, matunaw sa mataas na temperatura na nabuo sa pamamagitan ng electric arc, paglamig precipitation kristal na gawa sa natural na mga sangkap ng hilaw na materyales (tulad ng bauxite, atbp.). Maaaring direktang durugin upang <1.5mm particle na walang paggiling, tapos ihalo sa ibang powdered raw materials sa mixer.
Ang sintering synthesis ng mullite ay karaniwang isinasagawa sa 1650 ~ 1700 °C. Ang mga pangunahing kadahilanan ng proseso na nakakaapekto sa pagbubuo ng mullite sa pamamagitan ng sintering ay ang kadalisayan ng mga hilaw na materyales, ang pagiging pino ng mga hilaw na materyales at ang temperatura ng calcination.
Ang sintering synthesis ng podzolite ay higit sa lahat umaasa sa solid-phase na reaksyon sa pagitan ng Al2O3 at SiO2 upang makumpleto, kaya ang pagpapabuti ng pagkakakalat ng mga hilaw na materyales ay mapabilis ang proseso ng homogeneous reaction. Lalo na ang mga <8Μm particle maglaro ng isang mahusay na papel sa pagbuo at sintering ng sintetiko mullite. Makikita na ang mga hilaw na materyales ay sapat na halo halong may pinong paggiling, ay upang itaguyod ang synthesis ng mullite solid phase reaksyon ay isang mahalagang proseso kondisyon.
Ang Mullite ay karaniwang nabuo sa 1200°C at nagtatapos sa 1650°C. Sa oras na ito ay isang micro produkto, kapag lumampas ang temperatura 1700 °C kapag ang kristalisasyon ay mahusay na binuo. Makikita na ang temperatura ng pagkasunog ay direktang nakakaapekto sa pagbuo ng mullite at pag unlad ng mga kristal.
Kaya nga, Pag init sa isang tiyak na temperatura ng pagpapaputok at pagpapalawak ng isang tiyak na oras ng paghawak ay kinakailangan para sa synthesis ng mullite. Ang kadalisayan ng mga hilaw na materyales na ginamit sa pagbubuo ng mullite brick ay napakahigpit, at ang isang maliit na halaga ng mga impurity components ay mabawasan ang nilalaman ng mullite.
Sa industriyal na produksyon, hindi maiiwasan na magdala ng iba't ibang karumihan, para magkaroon ng Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O, ng kung saan ang pinaka nakakapinsala ay Na2O, K2O, pinipigilan nila ang pagbuo ng mullite, at humantong sa isang malaking bilang ng mga silica rich glass phase, pagbabawas ng nilalaman ng mullite.
Fe2O3 ay retard ang proseso ng mullitization at dagdagan ang halaga ng salamin phase. Kapag ang TiO2 ay naroroon sa maliit na halaga, ang ilang Ti ions ay pumapasok sa mullite lattice upang bumuo ng solidong solusyon at itaguyod ang pagbuo ng mullite at kristal na pag unlad at paglago, at kapag sobrang taas ng content ng TiO2, gumaganap pa rin ito bilang melting agent.
Ang electric fusion mullite brick ay natunaw sa electric arc furnace, mullite mula sa melt cooling precipitation crystal at ginawa, ang proseso ng pag-ulan ng kristal at Al2O3-SiO2 system phase diagram na katulad ng proseso ng precipitation crystal. Kapag ang Al2O3 ng materyal na mating ay mas mataas kaysa sa 71.8% ng pangkat teoretikal sa mullite, isang mullite solid na solusyon na may labis na Al2O3 dissolved ay nabuo, i.e. β-mullite, and the corundum phase appears only when Al2O3>80%.
The mineral phase composition of electrofused mullite is generally mullite crystals and glass phase. Compared with sintered mullite, electrofused mullite has well-developed crystals, large grains, fewer defects, and crystal sizes hundreds of times larger than those of sintered mullite. Kaya nga, the high-temperature mechanical properties and erosion resistance are relatively better.
3. Common forms of Mullite
Mullite materials can be produced by direct synthesis of kaolinite, silica group minerals, aluminum hydroxide or alumina and silica.
Clay materials and alumina or silica group minerals and industrial alumina in the heating conditions F reaction to form primary and secondary mullite, primary mullite formed in the range of 1000 ~ 1200 °C, further increase the temperature, so that the crystallization increases.
The formation of secondary mullite is usually completed at 1650°C. In order to produce dense mullite products, the two-step sintering method is commonly used.
Mullite has two crystalline forms: needle-like and prismatic. Needle mullite reinforced glass phase, material chemical composition phase, at the same time, needle mullite material refractories than prismatic mullite material.
Kaolinite is heated quickly to above 1400°C to form needle-like mullite. Otherwise, slow heating to lower temperature forms prismatic mullite. Tubular morphology and spherical mullite have also been reported, the former presumably due to the tension caused by the incongruent size of silicon-oxygen and alumino-oxygen tetrahedra, and the latter, the so-called nitrogen-bearing mullite.
Mullite thermal expansion anisotropy characteristics make it has good thermal stability, advanced mullite material for the feeder parts, can be directly replaced without preheating to the operating feeder.
