1. Introduction de la mullite
La mullite est une matière première réfractaire avec la phase cristalline 3Al2O3.2SiO2 comme composant principal. La mullite est divisée en deux catégories: mullite naturelle et mullite synthétique. La mullite naturelle est rare et est généralement synthétisée. La composition chimique de la mullite est Al2O371,8 %, SiO228,2%.
La structure minérale est un système cristallin rhomboédrique, les cristaux sont de longues colonnes, en forme d'aiguille, disposition en forme de chaîne, Mullite en forme d'aiguille intercalée dans le produit pour former un squelette solide.
Brique réfractaire en mullite est divisé en 3 les types.
α-mullite, équivalent au 3Al2O3-2SiO2 pur, dénommé 3:2 taper.
β-mullite, solution solide avec excès d'Al2O3, caractère légèrement gonflé, dénommé 2:1 taper.
γ-mullite, avec une petite quantité de TiO2 et Fe2O3 en solution solide.
La mullite est chimiquement stable et insoluble dans HF. sa densité est de 3,03g/cm3, Dureté Mohs 6 ~ 7, point de fusion 1870℃, conductivité thermique (1000℃) est de 13,8 W/(m-K), coefficient de dilatation linéaire (20~1000℃) est 5,3×10-6℃, module élastique 1,47×1010Pa.
La mullite a de bonnes propriétés mécaniques et thermiques à haute température, les briques réfractaires en mullite synthétique et leurs produits présentent donc les avantages d'une densité et d'une pureté élevées, haute résistance structurelle à haute température, faible taux de fluage à haute température, faible taux de dilatation thermique, forte résistance à l'érosion chimique, et bonne résistance aux chocs thermiques.
2. Méthode de synthèse de mullite
La méthode de synthèse de mullite peut être divisée en méthode de frittage et méthode d'électrofusion. Méthode de frittage selon le mode de préparation des matières premières et il existe des méthodes sèches et humides, le processus sec signifie que les ingrédients sont broyés ensemble, après mise en boule ou pressage de billettes avec cuisson au four rotatif ou au four tunnel.
Le processus humide consiste à ajouter de l'eau au composé et à le broyer en suspension., puis pressez-le et égouttez-le pour en faire un gâteau de boue, extrusion sous vide dans une section de boue ou une billette de boue, puis cuite.
La méthode de fusion électrique consiste à ajouter le composé au four à arc électrique, fondre à la haute température formée par l’arc électrique, cristal de précipitation refroidissant composé d'ingrédients de matières premières naturelles (comme la bauxite, etc.). Peut être directement écrasé à <1.5mm particules sans broyage, puis mélangé avec d'autres matières premières en poudre dans le mélangeur.
La synthèse par frittage de la mullite est généralement réalisée à 1650 ~ 1700 ℃. Les principaux facteurs de processus affectant la synthèse de mullite par frittage sont la pureté des matières premières., la finesse des matières premières et la température de calcination.
La synthèse par frittage de la podzolite repose principalement sur la réaction en phase solide entre Al2O3 et SiO2 pour compléter, donc améliorer la dispersion des matières premières accélérera le processus de réaction homogène. En particulier le <8Les particules µm jouent un grand rôle dans la formation et le frittage de la mullite synthétique. On voit que les matières premières sont suffisamment mélangées avec un broyage fin, est de favoriser la synthèse de la réaction en phase solide de mullite est une condition de processus importante.
La mullite est généralement générée à 1200℃ et terminée à 1650℃. En ce moment c'est un micro produit, lorsque la température dépasse 1700 ℃ lorsque la cristallisation est bien développée. On constate que la température de combustion affecte directement la formation de mullite et le développement des cristaux..
Par conséquent, le chauffage à une certaine température de cuisson et la prolongation d'un certain temps de maintien sont nécessaires à la synthèse de la mullite. La pureté des matières premières utilisées dans la synthèse des briques de mullite est très stricte, et une petite quantité de composants d'impuretés réduira la teneur en mullite.
En production industrielle, il est inévitable d'apporter une variété d'impuretés, avoir du Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O, dont le plus nocif est Na2O, K2O, ils inhibent la formation de mullite, et conduisent à un grand nombre de phases vitreuses riches en silice, réduire la teneur en mullite.
Fe2O3 retardera le processus de mullitisation et augmentera la quantité de phase vitreuse. Lorsque TiO2 est présent en petite quantité, certains ions Ti pénètrent dans le réseau de mullite pour former une solution solide et favoriser la formation de mullite et le développement et la croissance de cristaux, et lorsque la teneur en TiO2 est trop élevée, il joue toujours le rôle d'agent fondant.
La brique de mullite à fusion électrique est fondue dans le four à arc électrique, mullite à partir du cristal de précipitation par refroidissement fondu et fabriquée, son processus de cristallisation par précipitation et son diagramme de phases du système Al2O3-SiO2 similaire au processus de cristallisation par précipitation. Lorsque l'Al2O3 du matériau d'accouplement est supérieur à 71.8% du groupe théorique en mullite, une solution solide de mullite avec un excès d'Al2O3 dissous se forme, c'est à dire. β-mullite, and the corundum phase appears only when Al2O3>80%.
La composition de la phase minérale de la mullite électrofondue est généralement constituée de cristaux de mullite et de phase vitreuse.. Par rapport à la mullite frittée, la mullite électrofondue a des cristaux bien développés, gros grains, moins de défauts, et des tailles de cristaux des centaines de fois plus grandes que celles de la mullite frittée. Par conséquent, les propriétés mécaniques à haute température et la résistance à l'érosion sont relativement meilleures.
3. Formes courantes de mullite
Les matériaux mullite peuvent être produits par synthèse directe de kaolinite, minéraux du groupe de la silice, hydroxyde d'aluminium ou alumine et silice.
Matériaux argileux et minéraux du groupe de l'alumine ou de la silice et alumine industrielle dans les conditions de chauffage Réaction F pour former de la mullite primaire et secondaire, mullite primaire formée dans la gamme de 1000 ~ 1200 ℃, augmenter encore la température, pour que la cristallisation augmente.
La formation de mullite secondaire est généralement achevée à 1650°C. Afin de produire des produits de mullite denses, la méthode de frittage en deux étapes est couramment utilisée.
La mullite a deux formes cristallines: en forme d'aiguille et prismatique. Phase de verre renforcée à la mullite à aiguille, phase de composition chimique du matériau, en même temps, aiguille réfractaires matériels de mullite que le matériau prismatique en mullite.
La kaolinite est chauffée rapidement au-dessus de 1 400 °C pour former de la mullite en forme d'aiguille.. Sinon, un chauffage lent à une température plus basse forme de la mullite prismatique. Une morphologie tubulaire et de la mullite sphérique ont également été signalées, le premier est probablement dû à la tension provoquée par la taille incongrue des tétraèdres silicium-oxygène et alumino-oxygène, et ce dernier, la mullite dite azotée.
Les caractéristiques d'anisotropie de dilatation thermique de la mullite lui confèrent une bonne stabilité thermique, matériau de mullite avancé pour les pièces d'alimentation, peut être remplacé directement sans préchauffage sur le distributeur en fonctionnement.
