莫來石的合成
莫來石的合成方法可分為燒結法和電熔法。根據原料制備方法,燒結法可分為干法和濕法。干法工藝是將配料一起研磨,經壓球或壓坯后用回轉窯或隧道窯燒制;濕法工藝是將配料加水磨成泥漿,然后壓濾脫水成泥餅,真空擠壓成泥段或泥坯再燒制。
電熔法是將配合料加入電弧爐中,在電弧形成的高溫下熔化冷卻沉淀而成。使用天然原料(如鋁土礦等)時。)可直接將原料粉碎至1.5mm,然后與其他粉末原料混合均勻。
燒結合成莫來石一般在1650~1700℃下進行。影響燒結合成莫來石的主要工藝因素是原料的純度、細度和煅燒溫度。燒結合成莫來石主要依靠Alo和SiO2之間的固相反應來完成,因此提高原料的分散度將加速固相反應的過程。特別是,減少8μm顆粒對合成莫來石的形成和燒結有很大的影響??梢姡系某浞只旌虾图毮ナ谴龠M合成莫來石固相反應充分發展的重要工藝條件。莫來石通常在1200℃開始生成,直到1650℃結束。此時為微晶,當溫度超過1700℃時,晶體發育良好。可見,燃燒溫度直接影響莫來石的形成和晶體的發育。因此,合成莫來石的必要條件是加熱到一定的燃燒溫度,延長一定的保溫時間。合成莫來石所用原料的純度要求嚴格,少量雜來石的含量會降低。在工業生產中,不可避免地會帶來各種雜質,主要包括Feoo、TiO、Cao、Mgo、Naoko。其中,Nao、Ko抑制莫來石的形成,導致大量富硅玻璃相的產生,降低莫來石的含量。Feo會延緩莫來石化的進程,增加玻璃相的數量。當TiO少量存在時,一些Ti離子進入莫來石晶格形成固溶體,促進莫來石的形成和晶體的發育。當TiO2含量過高時,它仍然起著熔劑的作用。
電熔莫來石是將配合材料熔化在電弧爐中,莫來石從熔體中冷卻沉淀而成。其沉淀過程類似于Alosio系統相圖的沉淀過程。當配合材料的Alo高于莫來石中71.8%的理論組成時,形成溶解多余Alo的莫來石固溶體,即β-莫來石,只有Alo>80%時才會出現剛玉相。電熔莫來石的礦相組成一般為莫來石晶體和玻璃相。我國電熔莫來石行業標準YB/T104-2004電熔莫來石將電熔莫來石產品按Alo含量分為DM-1和DM-2兩個品牌,相關技術條件可見相應的國家標準。與燒結莫來石相比,電熔莫來石晶體發育完善,晶粒大,缺陷少,晶體尺寸是燒結莫來石的數百倍,因此高溫力學性能和耐腐蝕性相對較好。
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