Milyen tulajdonságai vannak a mullitnak? Hogyan használják alumínium-szilícium-szilícium-karbid tűzálló anyagokban?
A mullit alumínium-szilikátokból magas hőmérsékleten képződő ásvány. Alumínium-szilikátok mesterséges hevítésénél keletkezik, és gyakran használják magas hőmérsékletű tűzálló anyagok előállítására. Kémiai képlete 3Al2O3·2SiO2. Elméletileg a tiszta mullit Al2O3-tartalma körülbelül 71,8%. Normál nyomáson ez az egyetlen vegyület, amely stabilan létezhet az Al2O3-SiO2 bináris fázisdiagramon. A mullit kristályszerkezete ortorombikus kristályrendszer. Az átlagos szerkezet oktaéderes közös élekből áll, amelyek a C tengellyel párhuzamos láncba kapcsolódnak. Az egységcella vetítési síkjának négy csúcsában és középpontjában található. Az egyes cellák Z= pontján Az 1/2-nél lévő oktaéderlánc kapcsolódik a [SiO4] és [AlO4] tetraéderekhez, és a tetraéderek a c tengellyel párhuzamos kettős láncot alkotnak.
A mullit tűszerű vagy oszlopos kristályok láncszerű elrendezése, amely a c-tengely mentén húzódik. Ezek a tűszerű vagy oszlopos kristályok metszik egymást, és egy átlapolt és szilárd hálózati struktúrát alkotnak. Ez a funkció a mullites termékeknek viszonylag kiváló teljesítményt nyújt. A következő tulajdonságokkal rendelkezik: keménysége nagy, körülbelül 6,7 (Mohs keménység), olvadáspontja elérheti az 1870 fokot, hővezető képessége 13,8 KJ/m·h·K, lineáris tágulása kicsi, pl. 20-1000 fok A mullitok lineáris tágulási sebessége 5,3×10-6/K, és a rugalmassági modulusa alacsony, a 160-200Gpa között van, ami körülbelül fele az Al2O3-nak és a SiC-nak.
A mullit kiváló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például nagy tűzállóság, jó hősokk-stabilitás és kúszásállóság, magas terhelési lágyulási hőmérséklet, jó térfogatstabilitás és korrózióállóság. További jellemzője, hogy magas hőmérsékleten szilárdsága és törési tulajdonságai a hőmérséklet emelkedésével nőnek és nem csökkennek. Például szilárdsága magas, 1300 fokos hőmérsékleten 1,7-szerese a szobahőmérsékleten. Amikor a hőmérséklet 1800 fok fölé emelkedik, a mullit belsejében nyomokban folyékony fázis kezd képződni. Amikor a hőmérséklet eléri az 1850 fokot, a mullit teljesen megolvad. Ezért a mullitot széles körben használják olyan iparágakban, mint a cement, az üveg, a kerámia, a kohászat, a kémia, az elektromos energia, a honvédelem és a gázipar, és fejlett tűzálló anyaggá válik, amely megfelel a felhasználási feltételeknek.
Az alumínium-szilícium-szilícium-karbid tűzálló anyagokban az oszlop- és tű alakú mullit kristályok egymásba fonódnak, és lépcsőzetes hálózati struktúrát alkotnak. Ez a hálózati struktúra szoros kombinációt alkothat a környező részecskékkel, így a tűzálló anyag viszonylag nagy szilárdságúvá válik. A mullit jelenléte javíthatja az anyag hősokk-stabilitását és terheléslágyulási hőmérsékletét, lehetővé téve az alumínium-szilícium-karbid tűzálló anyag használatát olyan helyeken, ahol magasabb a hőmérséklet és gyakori a változás.
