莫來石基復相耐火材料的合成及性能簡介

2020-12-05 鑫地耐材

鋁土礦尾礦中的主要化學成為AL2O3及Si02,兩種化學成分之和一般在65%以上，尾礦中的Al203與SiO2的質量之比一般在2:1至3:1之間。AL2O3及Si02是高品質耐火材料莫來石的主要化學成分，如圖1. Si02-AL2O3體系在常壓下唯一穩定存在的、組成成分非常狹窄的連續性固溶體，即莫來石。

莫來石的理想化學式為： 3AL2O3·2Si02 或Al[Si0.75Al 1.25O4.875], 理想理論組成：w(AL2O3)/w(Si02)=2.25, 即莫來石中AL2O3與Si02的質量比為2.25左右。

事實上，莫來石是Al203-SiO2體系中一種非定組成的計量型化合物，其可以看做是從3AL2O3·2Si02至2AL2O3·SiO2之間的連續型固溶體，其通用化學式可以寫作： AlxSi2-xO5.5--1.5x或Al4+2xSi2-2xO10-x (0. 17≤x≤0.59)。

莫來石的密度一般為3.16g/cm3 ，莫氏硬度為6-7左右。 莫來石是一種優質的耐火材料， 耐火度達到1800℃, 在此溫度下時仍很穩定，1850℃時分解為剛玉和液相。它具有膨脹均勻、 熱震穩定性好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點。

天然的莫來石呈細長的針狀且呈放射簇狀，在自然界非常稀少一般均為人工合成，通常用燒結法或電熔法處理鋁矽酸鹽礦物製備莫來石。莫來石一般根據製備方法或原料來源分類，有高純電熔莫來石、普通電熔莫來石、全天然鋁礬土精礦燒結莫來石和輕燒莫來石。

相關焦點

  • 剛玉、莫來石及鎂鋁尖晶石材料的概述
    另外，純的剛玉材料抗熱衝擊性能較差，剛玉質窯具材料的使用壽命一般較短。莫來石材料的概述莫來石(mullite)是一種鋁矽酸鹽礦物，其化學式為：3Al2O3·2SiO2，天然的莫來石比較稀少，工業上使用的莫來石材料大多通過人工加熱鋁矽酸鹽礦物來合成。
  • 莫來石的性能及應用
    圖2為莫來石晶體結構示意圖，可見，沿c軸方向由AlO6八面體共邊組成，同時與SiO4四面體和AlO4四面體共頂交聯，因此，沿c軸方向莫來石晶體的生長速率較快，在沒收到什麼外部阻力的情況下，易發生明顯的異向生長。莫來石具有抗熱震性能好、高溫蠕變小、高溫性能損失小，化學性質穩定等優良性質。
  • 鋯英石對鎂質復相耐火材料各項使用性能的影響
    鋯英石對鎂質復相耐火材料的性能影響1.鋯英石對鎂質復相耐火材料熱膨脹係數和熱膨脹率的影響：從鋯英石對鎂質復相耐火材料試樣線膨脹率隨試樣溫度變化趨勢可以看出，當試樣溫度小於1100℃時，鎂質復相耐火材料試樣線膨脹率隨著試樣溫度升高而逐漸穩定增大，鋯英石的加入對鎂質復相耐火材料線膨脹率影響不大。
  • 耐火材料用高鋁原料必須具備的性能及特性
    高鋁原料是指氧化鋁含量≥48%的鋁矽系耐火原料，主要包括高鋁礬土、莫來石、剛玉、藍晶石族礦物等，是耐火材料最主要的主體原材料之一。1、高鋁礬土高鋁礬土是指煅燒後，氧化鋁含量在48%以上，氧化鐵含量較低的天然鋁土礦，是生產高鋁質耐火材料的主要原料。
  • 莫來石空心球的顯微結構及其性能
    摘要：本文以粉煤灰漂珠和工業氫氧化鋁為原料，採用固相法原位合成了具有輕質高強性能的莫來石空心球。研究了粉煤灰漂珠和氫氧化鋁配方組成對樣品的體積密度和抗壓強度的影響。採用X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對輕質高強特性的莫來石空心球的晶相和顯微結構進行了表徵，並闡述了莫來石空心球的形成機理。
  • 高鋁質耐火原料之合成莫來石(三)
    莫來石是AL O -SiO 二元系常壓下唯一穩定存在的二元化合物，化學式為3AL O ·2SiO ，理論組成AL O 71.8%，SiO 28.2%。天然莫來石礦物非常稀少，至今世界上尚未發現具有工業價值的礦藏。莫來石通常採用燒結法或電熔法等人工方法合成。
  • 碳化矽耐火材料的三大高溫性能
    因此，提高SiC材料的抗氧化性能是設計及製備碳化矽耐火材料必須考慮的因素。呂振林等採用溶膠-凝膠法在不同顆粒尺寸的再結晶SiC材料表面上生成莫來石塗層，研究了塗層厚度和顆粒尺寸對再結晶SiC材料在1773K時高溫氧化行為的影響。結果表明：莫來石塗層的生成可顯著提高再結晶SiC材料的高溫抗氧化能力，且隨塗層厚度的增加，再結晶SiC材料的抗氧化能力也提高。張宗濤等用溶膠-凝膠法在SiC晶須表面塗覆了Al2O3、SiO2及Mullite(莫來石)塗層。
  • 幾種強耐鹼腐蝕性能耐火材料原料的耐鹼性能測試
    鹼回收爐爐襯材料無鉻化是指用不含鉻的爐襯耐火材料取代鎂鉻質爐襯材料。鎂鋁尖晶石磚對窯爐內氣氛的敏感性較低，熱震穩定性及抗鹼、硫和氯的反應能力好。鎂鋁尖晶石磚在水泥迴轉窯上的使用壽命比普通鎂鉻磚長2~3倍。剛玉熱力學強度高、抗熱震性能和化學穩定性好。
  • 耐火材料最常用的六大類原材料都有哪些?
    耐火原料是指生產耐火材料產品所必需的材料。它是生產耐火材料的基礎。耐火原料大部分是天然礦物(如耐火黏土、高鋁礬土、矽石、鉻礦、菱鎂礦、白雲石、鎂橄欖石、鋯英石、藍晶石、矽線石、紅柱石等)，隨著對耐火材料綜合性能要求的不斷提高，耐火材料生產中也越來越多地使用工業原料和人工合成原料(如工業氧化鋁、合成莫來石、人造耐火纖維、人造耐火空心球等)。
  • 多孔莫來石微球的製備方法及堆積方式
    莫來石(3Al2O3·2SiO2)的晶型結構屬於斜方晶系，是一種具有氧空位缺陷的矽線石結構，其基本性質如表1所示。莫來石是鋁矽相圖中唯一穩定的物相，對於莫來石是否一致熔融或形成固溶體的問題有諸多爭議，實驗證明，當使用高純原料並處於密閉環境下時莫來石為一致熔化合物；當試樣置於非密閉條件下進行試驗時，或者材料中含有少量鹼金屬雜質時，莫來石為不一致熔化合物，在工業生產中，莫來石一般以不一致熔融的狀態存在。
  • 雜質氧化物對鋁矽碳化矽耐火材料組成與性能的影響
    下面通過雜質氧化物與Al2O3和SiO2形成的三元系統相圖來介紹雜質氧化物對鋁矽碳化矽耐火材料高溫性能的影響。(1)Al2O3-SiO2-K2O三元系統圖1為Al2O3-SiO2-K2O三元系統相平衡圖。
  • 焦爐用耐火材料的基本分類及礦物組成
    黏土質耐火材料主要由莫來石(25%~50%)、玻璃相(25%~60%)和方石英及石英(最高可達30%)所組成。通常以硬質黏土為原料，預先煅燒成熟料，然後配以軟質黏土，以半乾法或可塑法成型.在1300~1400℃燒成材料。也可以加少量的水玻璃、水泥等結合劑製成不燒材料和不定形材料。它是焦爐、高爐、熱風爐、加熱爐和耐火材料燒成窯中常用的耐火材料。
  • 耐火材料的力學性能都有哪些分類?
    除了外力作用外，耐火材料在溫度變化時還會因體積變化產生內應力。在使用過程中接觸液態金屬和熔渣以及廢氣等會引起材料自身成分、相組成和結構的變化，也會影響製品的力學性能。(2)耐火材料力學性能的分類耐火材料力學性能分為常溫力學性能和高溫力學性能。其中，常溫力學性能有常溫、抗拉/抗折/扭轉強度、耐磨性；高溫力學性能有高溫耐壓強度、高溫抗折強度、高溫扭轉強度、高溫蠕變性等。
  • 耐火材料常用外加劑的詳細分類及性能作用
    耐火材料常用外加劑的詳細分類及性能作用，耐火材料外加劑主要是幫助結合劑發揮強化效應，可以起到改進耐火材料某些性能的作用，它可以是單一物質，也可以是複合物質，但均要求摻量少，不良影響少。常用的有穩定劑、促凝劑、抑制劑、增塑劑和膨脹劑等。
  • 氧化鋁納米粉對耐火材料力學性能和燒結性能的影響
    在耐火材料中加入一定量的納米粉末，材料的強度和韌性會顯著提高，耐火材料的其它性能也得到極大改善。一般認為納米粉體對耐火材料力學性能的影響因素有以下幾點：(1)晶粒細化因素。在耐火材料中加入納米粉體可抑制基體晶粒的長大，使組織結構均勻化，從而改善材料的力學性能。(2)微結構因素。
  • 工業氧化鋁的介紹及其製品電熔剛玉的合成
    它是由7-Al2O3聚合而成的直徑約20~70um的單個微粒的多孔聚集體，此種結構使其難以燒結，並妨礙γ-Al2O3的高溫相與SiO2作用生成莫來石，很難制出較緻密的坯體。為了製得較緻密的坯體，在用工業氧化鋁作原料制磚時，應先將其煅燒成a-Al203，然後進行細磨（最好磨細到破壞多孔聚集體結構，即細度達到小於10um，甚至達1um左右），以破壞其多孔聚集體結構。
  • 不定形耐火材料:澆注料的研究進展與發展趨勢
    文獻研究表明，就Al2O3-SiO2-CaO系澆注料而言，形成莫來石結合相才會有高的熱態抗折強度，CaO或者鋁酸鈣水泥在這個體系應儘可能降低。上世紀70年代末至80年代初，國外開始了低水泥、低水分的澆注料的開發，基本原理是部分地用超細粉代替水泥。起初使用優質生粘土，即粘土結合澆注料，該澆注料的水泥用量一般≤4%，水用量≤11%。
  • 耐火材料常用的非氧化物及澆注料案例
    相比於傳統的氧化物結合耐火材料，金屬或金屬氮化物結合材料的性能更加優異。但由於其對工藝要求較高，阻礙了其在耐火材料中的廣泛使用，一般用於高級耐火材料中和特殊功能性元件中。Si3N4的低熱膨脹係數和高彈性模量等優良性能，常用於製備高級耐火材料，高溫下與Al2O3反應生成SiAlON。SiAlON具有高硬度，耐磨性好，抗氧化，抗熔融金屬侵蝕，抗鹼性，易燒結，抗熱震性好等特點。作為一種陶瓷，它實際上是Al和O原子替換Si3N4中Si、N原子形成的固溶體。
  • 高鋁磚的等級劃分、性能、理化指標以及今後發展
    高鋁磚是Al2O3的質量分數在48%以上的矽酸鋁質耐火材料。由於含氧化鋁高，所以稱為高鋁質耐火材料，按其所含的礦物可劃分等級如下。莫來石-氧化矽質磚，其中Al2O3含量為40%~70%。莫來石-剛玉性磚，其中含Al2O3量為79%~95%。
  • 耐火材料的礦物組成
    二、耐火材料中礦物的聚集狀態耐火材料在常溫下除極少數外，都是由單相或多相多晶體，或多晶體同玻璃相同構成的集合體，許多耐火材料中還有氣孔，若耐火材料的化學組成相同，而其中存在的晶體和玻璃相等物相種類、性質、數量、晶粒形狀和大小、分布和結合狀態等不同，則這些耐火材料性質的優劣可能差別很大