Einführung in Mullit

Mullit wird in drei Typen unterteilt: -Mullit, äquivalent zu reinem 3Al2O3·2SiO2, bezeichnet als 3:2-Typ; -Mullit, feste Lösung mit überschüssigem Al2O3, leicht expandierter Charakter, als 2:1-Typ bezeichnet; Gamma-Mullit, feste Lösung mit einer kleinen Menge TiO2 und Fe2O3. Mullit hat stabile petrochemische Eigenschaften und ist in HF unlöslich. Seine Dichte beträgt 3,03 g/cm3, die Mohs-Härte 6 bis 7, der Schmelzpunkt 1870 Grad, die Wärmeleitfähigkeit (1000 Grad) beträgt 13,8 W/(m·K), der lineare Ausdehnungskoeffizient (20 bis 1000 Grad) beträgt 5,3×{{ 30}} Grad, Elastizitätsmodul 1,47×1010Pa.

Mullit ist ein feuerfester Rohstoff mit der kristallinen Phase 3Al2O3.2SiO2 als Hauptbestandteil. Mullit wird in natürliches Mullit und synthetisches Mullit unterteilt. Natürlicher Mullit ist selten und wird im Allgemeinen synthetisch hergestellt. Die chemische Zusammensetzung von Mullit ist Al2O371,8 % und SiO228,2 %. Die Mineralstruktur ist ein rhombisches Kristallsystem und die Kristalle sind in langen Säulen, Nadeln und Ketten angeordnet. Nadelmullit wird in die Produkte eingestreut, um ein festes Skelett zu bilden.

Mullit weist bei hohen Temperaturen gute mechanische und thermische Eigenschaften auf, sodass synthetischer Mullit und seine Produkte die Vorteile einer hohen Dichte und Reinheit, einer hohen strukturellen Festigkeit bei hohen Temperaturen, einer geringen Kriechrate bei hohen Temperaturen, einer geringen Wärmeausdehnungsrate und einer starken chemischen Erosionsbeständigkeit aufweisen und gute Thermoschockbeständigkeit.

Die Herstellung von Mullitmaterialien kann im Allgemeinen aus Kaolinit, Mineralien der Sillimanitgruppe, Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxid und direkt synthetisiertem Siliziumdioxid erfolgen. Das Tonmaterial reagiert mit Aluminiumoxid oder Mineralien der Sillimanitgruppe und industriellem Aluminiumoxid unter der Heizbedingung F, um primären und sekundären Mullit zu bilden. Primärer Mullit wird im Bereich von 1000 bis 1200 Grad gebildet, und die Kristallisation wird durch weitere Erhöhung der Temperatur verstärkt. Die Bildung von Sekundärmullit endet normalerweise bei 1650 Grad. Um dichte Mullitprodukte herzustellen, wird üblicherweise der zweistufige Sinterprozess verwendet. Mullit gibt es in zwei kristallinen Formen: nadelförmig und prismatisch. Nadelförmiger Mullit stärkt die Glasphase und die Phase der chemischen Zusammensetzung des Materials, und die Feuerfestigkeit von nadelförmigem Mullit ist höher als die von prismatischem Mullit. Kaolinit wird schnell auf über 1400 Grad C erhitzt, um nadelförmigen Mullit zu bilden. Andernfalls entsteht durch langsames Erhitzen auf eine niedrigere Temperatur prismatischer Mullit. Es gibt auch Berichte über röhrenförmigen und kugelförmigen Mullit. Ersteres ist vermutlich auf die tetraedrische Größenungleichheit von Siliciumdioxid und Aluminiumoxid zurückzuführen, was zu Spannungen führt, die durch die röhrenförmige Form verursacht werden. Letzteres wird als stickstoffhaltiger Mullit bezeichnet. Die Eigenschaften der Wärmeausdehnungsanisotropie von Mullit sorgen für eine gute thermische Stabilität. Wenn das hochentwickelte Mullit-Material als Zuführteile verwendet wird, kann es ohne Vorwärmen direkt in den laufenden Zuführer eingesetzt werden.

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