Mullit Malzemesinin Ortak Formlarına ve Sentez Yöntemlerine Giriş

1. Mullitin Tanıtımı

Mullit, ana bileşeni 3Al2O3.2SiO2 kristal fazı olan refrakter bir hammaddedir.. Mullite iki kategoriye ayrılır: doğal müllit ve sentetik müllit. Doğal mülit nadirdir ve genellikle sentezlenir. Mullitin kimyasal bileşimi% Al2O371,8'dir., SiO228,2%.
Mineral yapısı eşkenar dörtgen kristal sistemidir, kristaller uzun sütunludur, iğne benzeri, zincir benzeri düzenleme, Güçlü bir iskelet oluşturmak için ürüne serpiştirilmiş iğne benzeri müllit.

Mullit ateş tuğlası bölünmüştür 3 türleri.
α-mullit, saf 3Al2O3-2SiO2'ye eşdeğer, olarak anılır 3:2 tip.
β-mullit, fazla Al2O3 içeren katı çözelti, biraz şişmiş karakter, olarak anılır 2:1 tip.
c-mullit, katı çözeltide az miktarda TiO2 ve Fe2O3 ile.
Mullite kimyasal olarak stabildir ve HF'de çözünmez. yoğunluğu 3,03g/cm3, Mohs sertliği 6~7, erime noktası 1870°C, termal iletkenlik (1000℃) 13,8W/(m-K), doğrusal genleşme katsayısı (20~1000°C) 5,3×10-6°C, elastik modül 1,47×1010Pa.
Mullite iyi yüksek sıcaklıkta mekanik ve yüksek sıcaklıkta termal özelliklere sahiptir, dolayısıyla sentetik mulit refrakter tuğlalar ve ürünleri yüksek yoğunluk ve saflık avantajlarına sahiptir, yüksek sıcaklıkta yüksek yapısal mukavemet, yüksek sıcaklıkta düşük sürünme oranı, küçük termal genleşme oranı, kimyasal erozyona karşı güçlü direnç, ve iyi termal şok direnci.

2. Mullit Sentezi Yöntemi

Mullit sentez yöntemi sinterleme yöntemi ve elektrofüzyon yöntemine ayrılabilir. Hammadde hazırlama yöntemine göre sinterleme yöntemi olup kuru ve ıslak yöntem vardır., kuru işlem, bileşenlerin birlikte öğütülmesidir, Döner fırın veya tünel fırın ateşlemesi ile bilyeleme veya kütük presleme sonrasında.
Islak işlem, bileşiğe su eklemek ve onu bulamaç haline getirmek için öğütmektir., daha sonra bastırın ve suyunu çamur keki haline getirin, Çamur bölümüne veya çamur kütüğüne vakumlu ekstrüzyon ve ardından ateşlenir.

Elektrik füzyon yöntemi, bileşiğin elektrik ark ocağına eklenmesidir., elektrik arkının oluşturduğu yüksek sıcaklıkta erir, doğal hammaddelerden yapılmış soğutma çökeltme kristali (boksit gibi, vesaire.). Doğrudan ezilebilir <1.5mm parçacıklar öğütülmeden, ve daha sonra mikserde diğer toz halindeki hammaddelerle karıştırıldı.

Mullitin sinterleme sentezi genellikle şu sıcaklıkta gerçekleştirilir: 1650 ~ 1700 ℃. Sinterleme yoluyla müllit sentezini etkileyen ana proses faktörleri hammaddelerin saflığıdır., Hammaddelerin inceliği ve kalsinasyon sıcaklığı.
Podzolitin sinterleme sentezi esas olarak Al2O3 ve SiO2 arasındaki katı faz reaksiyonunun tamamlanmasına dayanır., dolayısıyla ham maddelerin dağılımının iyileştirilmesi homojen reaksiyon sürecini hızlandıracaktır. Özellikle de <8μm parçacıkları sentetik müllitin oluşumunda ve sinterlenmesinde büyük rol oynar. İnce öğütme ile hammaddelerin yeterince karıştığı görülebilir., müllit katı faz reaksiyonunun sentezini teşvik etmek önemli bir proses koşuludur.
Mullit genellikle 1200°C'de üretilir ve 1650°C'de sonlandırılır.. Şu anda mikro bir üründür, sıcaklık aşıldığında 1700 °C kristalleşme iyi geliştiğinde. Yanma sıcaklığının müllit oluşumunu ve kristal gelişimini doğrudan etkilediği görülmektedir..
Öyleyse, Müllit sentezi için belirli bir pişirme sıcaklığına kadar ısıtmak ve belirli bir bekletme süresini uzatmak gereklidir.. Mullit tuğlaların sentezinde kullanılan hammaddelerin saflığı çok katıdır., ve az miktarda safsızlık bileşeni mullit içeriğini azaltacaktır.

Endüstriyel üretimde, çeşitli yabancı maddelerin getirilmesi kaçınılmazdır, Fe2O3'e sahip olmak, TiO2, CaO, MgO, Na2O, K2O, Bunlardan en zararlısı Na2O'dur, K2O, müllit oluşumunu engellerler, ve çok sayıda silika bakımından zengin cam fazına yol açar, müllit içeriğini azaltmak.
Fe2O3, multitizasyon sürecini geciktirecek ve camsı faz miktarını artıracaktır.. TiO2 az miktarda mevcut olduğunda, bazı Ti iyonları katı çözelti oluşturmak ve müllit oluşumunu ve kristal gelişimini ve büyümesini teşvik etmek için müllit kafesine girer, ve TiO2 içeriği çok yüksek olduğunda, hala eritici madde rolünü oynuyor.
Elektrik füzyon mulit tuğlası elektrik ark ocağında eritilir, eriyik soğutma çökeltme kristalinden müllit elde edildi ve yapıldı, çökeltme kristali işlemi ve Al2O3-SiO2 sisteminin faz diyagramı çökeltme kristali işlemine benzer. Birleşme malzemesinin Al2O3 değeri şundan yüksek olduğunda: 71.8% mullitteki teorik grubun, fazla Al2O3'ün çözündüğü müllit katı bir çözelti oluşur, yani. β-mullit, and the corundum phase appears only when Al2O3>80%.
Elektrofüzyonlu mulitin mineral fazı bileşimi genellikle müllit kristalleri ve cam fazıdır.. Sinterlenmiş mullit ile karşılaştırıldığında, Elektrofüzyonlu müllit iyi gelişmiş kristallere sahiptir, büyük taneler, daha az kusur, ve sinterlenmiş mullitten yüzlerce kat daha büyük kristal boyutları. Öyleyse, yüksek sıcaklıkta mekanik özellikler ve erozyon direnci nispeten daha iyidir.

3. Mullitin yaygın formları

Mullit malzemeleri kaolinitin doğrudan senteziyle üretilebilir, silika grubu mineralleri, alüminyum hidroksit veya alümina ve silika.
Kil malzemeleri ve alümina veya silika grubu mineraller ve endüstriyel alümina ısıtma koşullarında F reaksiyonuyla birincil ve ikincil müllit oluşturur, aralığında oluşan birincil müllit 1000 ~ 1200 ℃, sıcaklığı daha da artırın, böylece kristalleşme artar.
İkincil müllit oluşumu genellikle 1650°C'de tamamlanır.. Yoğun mulit ürünleri üretmek için, İki aşamalı sinterleme yöntemi yaygın olarak kullanılır.
Mullitin iki kristal formu vardır: iğneye benzer ve prizmatik. İğne mullit takviyeli cam fazı, malzeme kimyasal bileşim aşaması, aynı zamanda, iğne mulit malzeme refrakterleri prizmatik mulit malzemeden daha.
Kaolinit iğne benzeri müllit oluşturmak için hızla 1400°C'nin üzerine ısıtılır. Aksi takdirde, düşük sıcaklığa yavaş ısıtma prizmatik müllit oluşturur. Tübüler morfoloji ve küresel müllit de rapor edilmiştir., birincisi muhtemelen silikon-oksijen ve alümino-oksijen tetrahedranın uyumsuz boyutunun neden olduğu gerilimden dolayı, ve ikincisi, nitrojen taşıyan müllit olarak adlandırılan.
Mullite termal genleşme anizotropi özellikleri, iyi bir termal stabiliteye sahip olmasını sağlar, Besleyici parçalar için gelişmiş müllit malzeme, çalışan besleyiciye ön ısıtma yapılmadan doğrudan değiştirilebilir.