结构陶瓷2莫来石
陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。
陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。
这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。
而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。
纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。
陶瓷基复合材料具有优异的耐高温性能，主要用作高温及耐磨制品。
其最高使用温度主要取决于基体特征。
陶瓷基复合材料已实用化或即将实用化的领域有刀具、滑动构件、发动机制件、能源构件等。
法国已将长纤维增强碳化硅复合材料应用于制造高速列车的制动件，显示出优异的摩擦磨损特性，取得满意的使用效果。
工制备艺浆体浸渍-热压法适用于长纤维。
首先把纤维编织成所需形状，然后用陶瓷泥浆浸渍，干燥后进行烧结。
优点是加热温度较晶体陶瓷低，层板的堆垛次序可任意排列，纤维分布均匀，气孔率低，获得的强度较高。
缺点则是不能制造大尺寸的制品，所得制品的致密度较低，此外零件的形状不宜太复杂，基体材料必须是低熔点或低软化点陶瓷。
晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的加工与制备晶须与颗粒的尺寸均很小，只是几何形状上有些区别，用它们进行增韧的陶瓷基复合材料的制造工艺是基本相同的。
基本上是采用粉末冶金方法。
制备工艺比长纤维复合材料简便很多。
所用设备也不复杂设备。
过程简单。
混合均匀，热压烧结即可制得高性能的复合材料制造工艺也可大致分为配料-成型-烧结-精加工等步骤。
直接氧化沉积法方法：将纤维预制体置于熔融金属上面，添加有镁、硅添加剂的熔融金属铝，在氧化气氛中，不断地浸渍预制体，在浸渍过程中，熔融金属或其蒸汽与气相氧化剂反应生成氧化物。
随着时间的延长，边浸渍边氧化，最终可制得纤维增强CMC。
优点：纤维几乎无损伤、纤维分布均匀、CMC性能优异，工艺简单、效率高成本低先驱体热解法方法：将单独合成的先驱体，通过加温调节其粘度，在高压-真空联合作用下使其浸入并充满多向纤维编织坯件的空隙，在高温下使先驱体热解。
莫来石(mullite)
莫来石（mullite）链接：/baike/2379.html莫来石（mullite）百科名片莫来石（或莫乃石）是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称， 这一类矿物比较稀少。
莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。
天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状。
莫来石矿被用来生产高温耐火材料。
简介莫来石是Al2O3 -SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al2O3-2SiO2，天然莫来石非常少，通常用烧结法或电熔法等人工合成。
化学式: Al（1+x）Si（2-x）O（5.5-0.5x）密度: 3.16g/cm3莫氏硬度: 6~7耐火度: 1800°C时仍很稳定,1810 °C分解为刚玉和液相莫来石是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点，目前主要有高纯电熔莫来石、普通电熔莫来石、全天然铝矾土精矿烧结莫来石和轻烧莫来石。
特性高温莫来石质绝热砖是我国引进的新技术，国内最新型的节能耐火材料，具有耐高温、强度高导热系数小，节能效果显著等特点，适用于石油裂介炉、冶金热风炉、陶瓷辊道窑、隧道窑、电瓷抽屉窑、玻璃坩埚窑及各种电炉的内衬，可直接接触火焰、经有关技术监督部门检测及使用，产品达到国外同类产品的技术指标。
莫来石,烧结钢玉砖,锆英石砖,碳化硅制品,各刚玉莫来石是一种优质的耐火原料,莫来石膨胀均匀,莫来石热震稳定性极好,莫来石荷重软化点高,莫来石高温蠕变值小,莫来石硬度大,莫来石抗化学腐蚀性好。
莫来石是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称， 这一类矿物比较稀少。
莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。
天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状。
莫来石矿被用来生产高温耐火材料。
莫来石是Al2O3 -SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al2O3-2SiO2，天然莫来石非常少，通常用烧结法或电熔法等人工合成。
现代陶瓷技术的3个主要领域及应用
现代陶瓷技术的3个主要领域及应用现代技术陶瓷的3个主要领域及应用陶瓷材料一般分为传统陶瓷和现代技术陶瓷两大类。
传统陶瓷是指用天然硅酸盐粉末(如黏土、高岭土等)为原料生产的产品。
因为原料的成分混杂和产品的性能波动大,仅用于餐具、日用容器、工艺品以及普通建筑材料(如地砖、水泥等),而不适用于工业用途。
现代技术陶瓷是根据所要求的产品性能,通过严格的成份和生产工艺控制而制造出来的高性能材料,主要用于高温和腐蚀介质环境,是现代材料科学发展最活跃的领域之一。
下面对现代技术陶瓷3个主要领域:结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷作一简单介绍。
一、结构陶瓷同金属材料相比,陶瓷的最大优点是优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐高温氧化、耐磨损、比重小(约为金属的1/3),因而在许多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料根本无法胜任的场合,如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。
结构陶瓷可分为三大类:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。
1、氧化物陶瓷主要包括氧化铝、氧化锆、莫来石和钛酸铝。
氧化物陶瓷最突出优点是不存在氧化问题,原料价格低廉,生产工艺简单。
氧化铝和氧化锆具有优异的室温机械性能,高硬度和耐化学腐蚀性,主要缺点是在1000℃以上高温蠕变速率高,机械性能显著降低。
氧化铝和氧化锆主要应用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高温炉管、密封圈和玻璃熔化池内衬等。
莫来石室温强度属中等水平,但它在1400℃仍能保持这一强度水平,并且高温蠕变速率极低,因此被认为是陶瓷发动机的主要候选材料之一。
上述三种氧化物也可制成泡沫或纤维状用于高温保温材料。
钛酸铝陶瓷体内存在广泛的微裂纹,因而具有极低的热膨胀系数和热传导率。
它的主要缺点是强度低,无法单独作为受力元件,所以一般用它加工内衬用作保温、耐热冲击元件,并已在陶瓷发动机上得到应用。
2、非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和赛龙(SIALON)。
同氧化物陶瓷不同,非氧化物陶瓷原子间主要是以共价键结合在一起,因而具有较高的硬度、模量、蠕变抗力,并且能把这些性能的大部分保持到高温,这是氧化物陶瓷无法比拟的。
烧成制度对刚玉-莫来石陶瓷相含量、显微结构及性能的影响
1引言陶瓷用具作为辊道窑的关键部件，在辊道窑中起到重要作用。
刚玉-莫来石质陶瓷辊棒，在长期转动过程中要求具备抗高温蠕变的特性，是一种特殊的结构陶瓷。
随着陶瓷大板、岩板、薄板、厚板、发泡陶瓷等新型建筑材料的快速发展，陶瓷辊棒的使用要求越来越高。
刚玉-莫来石质陶瓷辊棒是陶瓷行业辊道窑最常用的材质，具有较高的机械强度、良好的抗热震性以及较低的高温蠕变，能较好的满足辊道窑稳定运转和烧成陶瓷制品的要求[1]。
本文设计了多种烧成制度，对比研究其对刚玉-莫来石陶瓷相含量、显微结构以及性能的影响。
2实验冯斌1,2;张军恒1,2;张脉官1;杨华亮1,2;王玉梅2;罗琼1,2;孔令锋1,2;严玉琳1,2;吴丹1,2（1.广东金刚新材料有限公司，佛山5280002.佛山市陶瓷研究所集团股份有限公司，佛山528000）研究烧成制度对刚玉-莫来石结构陶瓷微观结构、相变反应及性能的影响。
结果表明：当升温速率较快时，刚玉固溶和溶解速度较慢，残余刚玉量较高，生成玻璃相较少；随着温度升高，刚玉与莫来石的相对质量比越来越小，说明提高温度，加速了刚玉溶解，但是玻璃相/莫来石比值不同，更易受升温速率影响，快速升温时温度越高，比值越小，慢速升温时温度越高则比值越大；升温速率对莫来石、刚玉和玻璃相作用因子从大到小排列顺序是：玻璃相>刚玉>莫来石，快速升温时最高温度影响因子排列顺序是：玻璃相>莫来石>刚玉，慢速升温时最高温度影响因子是：玻璃相>刚玉>莫来石；1550℃以下烧成莫来石生长发育不良，晶体出现短柱状长径比较小，网状交叉分布数量明显减少，气孔较多，这是因为二次莫来石化未完全反应，未充分烧结；结构陶瓷热膨胀系数影响因子：刚玉与莫来石质量比、显气孔率、体积密度，其中刚玉与莫来石质量比是最主要影响因素，后两者影响作用比较接近，刚玉与莫来石质量比越大，陶瓷热膨胀系数则越大。
刚玉-莫来石；热膨胀系数；玻璃相研究与探讨Research&Discussion本次设计了1组目前比较常见的刚玉-莫来石结构陶瓷配方，见表1。
红柱石基刚玉-莫来石复相陶瓷的显微结构及性能
２ ０范围为１０－８０。，扫描速度为４。／ｍｉｎ，步宽为０．０２＊。
２结果分析
２．１ ＸＲＤ分析 图１是不同温度下烧成后所得样品的Ⅺ①图谱。由图１
可见，在１４５０℃时，物相有刚玉、莫来石、红柱石和硅线石相； 随着温度达到１４８０℃，物相变为刚玉、莫来石和硅线石相，说 明红柱石相已完全转化，一部分发生了莫来石化过程，另一部 分转化成硅线石，硅线石的存在使得试样存在莫来石潜能，高 温作用时可以补偿试样产生的体积收缩；当温度达到１５２００ｃ 时，物相已完全转变成剐玉和莫来石，表明低温生成的硅线石 相在高温下也转化为莫来石。 ２．２ ＳＥＭ分析
２０１０年第５期
ｎ）ｐｇ
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宵ｄｌ乏一霉萤有鼍嗣土＝Ｉ
Ｓｉｎｔｃｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｍｒｅ（ｏＣ） （４）
Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｍｒｅ（。Ｃ） ｏ，）
图３烧成温度对体密、气孔率的影响（ａ）和对抗折强度、耐压强度的影响（ｂ） Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｎｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｅｎ ｐｏｒｏｓｉｔｙ Ｃａ）ａｎｄ ｆｌｅｘｕｒａｌ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ（ｂ）
能的影响．陶瓷学报．２００６，２７（１） ｌｌ程本军，郭兴忠，杨辉．徽粉及烧成温度对刚玉莫来石材料结构的
２０１０年第５期
中国陶瓷工业
９
影响．浙江大学学报，２００６，４０（８） １２程本军．郭兴忠，杨辉．刚玉莫来石复相陶瓷力学性能的影响因素
分析．材料科学与工程学报，２００５，２３（５）
１３程本军，郭兴忠，杨辉．刚玉莫来石复相陶瓷热震及蠕变性能的影 响因素分析．硅酸盐通报，２００５，（３）
用．矿物岩石地球化学通报．１９９９，１８（４） ８郭敬娜，林先桥，乇渝斌．红柱石的粒度对奠来石一刚玉材料性能的
颗粒稳定泡沫法制备莫来石基多孔陶瓷的结构与性能
n(Al):n(Si)
2.0:1.0 2.2:1.0 2.4:1.0 3.0:1.0 n—Mole.
表 1 实验参量设计 Table 1 Experimental parameters
Solid content Gelatin addition PG addition (accounting for (account-ing for (accounting for total volume)/% solid mass)/% alumina mass)/%
资助。 第一作者：王 涵(1994—)，女，硕士研究生。 通信作者：李翠伟(1973—)，女，博士，教授。
Received date: 2019–07–17. Revised date: 2019–08–18. First author: WANG Han (1994–), female, Master candidate. E-mail: 17121355@ Correspondent author: LI Cuiwei (1973–), female, Ph.D., Professor. E-mail: cwli@
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《硅酸盐学报》 J Chin Ceram Soc, 2020, 48(6): 824–832
2020 年
图 1 颗粒稳定泡沫法制备莫来石基多孔陶瓷工艺流程图 Fig. 1 Flow chart for preparation of mullite-based porous ceramics by particle-stabilized foaming method
Keywords: mullite; porous ceramics; particle-stabilized; freeze drying; thermal conductivity
结构陶瓷
结构是精细陶瓷中的一类。
这类陶瓷在应用中能发挥机械、热、化学等功能。
由于它具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐冲刷等一系列优越性，可替代金属材料和有机高分子材料用于苛刻的工作环境，已成为传统工业改造、新兴产业和高新技术中必不可少的一种重要材料，在能源、航天航空、机械、汽车、电子、化工等领域具有十分广阔的应用前景。
结构陶瓷种类较多，按原料分类，分为以下几大系列：1、氧化物陶瓷，主要有陶瓷、氧化锆陶瓷、莫来石陶瓷等；2、氤化物陶瓷，主要有氤化硅陶瓷、氤化铝陶瓷、氤花硼陶瓷等；3、碳化物陶瓷，主要有碳化硅陶瓷、碳化钛陶瓷、碳化硼陶瓷等；4、硼化物陶瓷，主要有硼化钛陶瓷、硼化锆陶瓷等。
这些陶瓷的功能各有所长，应用广泛，如利用高硬度、高耐磨性的陶瓷来生产机械零件、密封件、切削等材料，利用高耐磨、高强及高韧性的陶瓷来生产汽车用耐磨、轻质部件、耐热隔热部件、燃汽轮机叶片、顶、镶块等，利用耐腐蚀、与生物酶接触化学稳定性好的陶瓷来生产冶炼金属用坩锅、热交换器、生物材料如牙人工漆关节等，利用特有的俘获和吸收中子的陶瓷来生产各种核反堆结构材料等。
目前，随着结构的不断发展，对结构陶瓷的进一步也取得突破性进展，特别是多相复合陶瓷和纳米陶瓷研发引人注目。
在多相复合的陶瓷研究方面，结构陶瓷已由鸭原单相和高纯度的特性向多相复合方向发展，研发出自增强复合陶或晶顶增强复合陶瓷、梯度功能陶瓷以及纳米复合陶瓷，有效解决了单相结构陶瓷易脆、可靠性低、室温强度不理想，韧性不足的技术问题。
在纳米陶瓷的研究方面，结构陶瓷正由微米级向纳米级发展研发出许多纳米陶瓷粉料制取新工艺，如化学沉淀法、金属有机化合物解法、化学气相反应法等，为纳米结构陶瓷的生产提供了有利条件。
应用表明，纳米陶瓷晶粒的细化可获得无缺陷或无有害缺陷的材料，大幅提高陶瓷原有性能，甚至出现新性能，使陶瓷空间更广阔。
因此纳米陶瓷已成为一项新兴的研究学课，倍受重视。
预计未来将是高性能结构陶瓷的时代，它定会在现代科学技术和现代工业中发挥越来越重要的作用。
无机非金属材料百科
目录一.传统陶瓷 (2)1.定义 (2)2.特点 (2)3.分类 (2)4.原料 (2)5.工艺 (2)二．新型陶瓷材料 (3)1.特性 (3)2.结构陶瓷 (3)3.功能陶瓷 (3)4.生物陶瓷 (4)5.透明陶瓷 (4)6.智能材料 (4)三．水泥cement (5)1.定义 (5)2.性能 (5)3.分类 (5)4.硅酸盐水泥 (5)5.特种水泥和新型水泥 (5)四．玻璃 (7)1.组分构成 (7)2.主要原料 (7)3.生产工艺 (7)4.特种玻璃 (7)一.传统陶瓷1.定义用化合物粉末通过成型和高温烧结而成的具有高硬度和高脆性等的多晶固体材料。
2.特点●相组成：景相，玻璃相，气相。
●结合键：离子键，共价键，混合键。
●高硬，高脆，高耐磨，高熔点，低导热性，耐高温，耐腐蚀。
3.分类●氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷，其他。
●普通陶瓷，特种陶瓷。
●结构陶瓷，功能陶瓷。
4.原料●主料：黏土+长石+石英矿●辅料：白云石（CaCO3·MgCO3三方晶系），方解石（CaCO3三方晶系），菱镁矿（MgCO3），石灰岩（CaCO3三方晶系），滑石（3MgO·4SiO2·H2O三斜晶系），蛇纹石（3MgO·2SiO2·2H2O），硅灰石（CaO·SiO2针状晶系），透辉石（CaO·MgO·2SiO2单斜晶系），磷灰石。
5.工艺原料处理——制胚料——成型——制釉施釉——干燥——烧成●制坯：粉碎——淘洗——沉淀——练泥——陈腐●成型：可塑成型，注浆成型，压制成型。
●制釉施釉：釉：硅酸盐，形成陶瓷表面玻璃质薄层。
有Li2O,Na2O,K2O,PbO,CaO,MgO等。
配方要求：适应坯体性能及烧制工艺要求，热膨胀系数接近。
形成：原料分解——化合——熔化及凝固。
二．新型陶瓷材料1.特性耐高温，高强度；电学特性；光学特性；生物特性。
2.结构陶瓷●氧化物陶瓷◆氧化铝（α-Al2O3）陶瓷（人造刚玉），用做陶瓷管。
结构陶瓷
10.2.1 氧化铝陶瓷的类型和性能
A12O3陶瓷通常以配料或瓷体中的A12O3的含量来分类，习惯上把A12O3含量在99
％左右的陶瓷称为“99瓷”，把含量95％和90％左右的依次称为“95瓷”和“90 瓷”。 A12O3含量在85％以上的陶瓷通常称高铝瓷，含量99％以上的称为刚玉瓷
或纯刚玉瓷。
2016/6/19 6
按照布拉维格进行考查，则为氧离子
六方晶格与 Be 离子六方晶格的穿插。
BeO 具有较强的共价键性，但其平均
原子量很低，只有12。决定了BeO具有 极高的热导率。
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10.3.3 BN瓷
BN与单质晶体碳在结构类型与结构特征上都极其相似。
立方BN和具有纤锌矿结构的 BN都是在高温高压下制备的，是比较典型的共 价键晶体。其键强高、硬度大，平均原子量低(只有12.11)，为热的良导体。 立方 BN 的单晶热导率测定数据尚未见报道，理论估计值应达 13W/(cm· K) 。 立方BN多晶陶瓷材料的热导率已有过2W/(cm· K)的报道。立方BN价格昂贵， 目前不宜用于生产通常使用的高热导陶瓷材料。
构基元种类多和质量高都会增强对晶格波的干扰和散射，从而使热导率降低。 ③ 对于某些层状结构的晶体来说，沿层片方向强的共价键结合可以保证沿
层片方向有高的热导率，但是层片与层片之间弱的结合力，会使沿垂直层片 方向的热导率显著降低。
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10.3.2 BeO瓷
氧化铍具有纤锌矿型结构: 氧离子按照 六方最紧密堆积方式排列的六方晶格 , Be 离子处于氧离子堆积结构的半数四 面体空隙内。
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根据量子理论，晶格波或热波可以作为一种粒子 ——声子的运动处理，即热波和其他 波一样有波动性，也有粒子性。声子通过晶体结构基元 (原子、离子或分子 )的相互制 约和相互谐调的振动来实现热的传递。可以设想，如果晶体为完全理想结构的非弹性 体，则热可以自晶体的热端不受任何干扰或散射，径直传向冷端，即晶体的热导率可 以很高。但是，事实并是这样。温度非常低的情况下，即使通常的声波也不能在一个 最完整的晶体中径直传播而不受干扰或散射。 任何晶体总有一定的弹性，而晶体中的结构基 元总是处在不断的热起伏中。 在任何一瞬间，晶体内的结构基元都不可能具
堇青石_莫来石窑具显微结构的镜下特征
堇青石 —莫来石窑具显微结构的镜下特征任世理 何永梅(咸阳陶瓷研究设计院 712000)摘 要 对收集到的国内 、国外堇青石质窑具样品 ,使用 X 射线衍射 、光学显微镜鉴定手段 ,对样品的显微结构特征进行描述 ,给该类材料的显微结构分析及探讨其与生产工艺的相关性打下了基础 。
关键词 窑具材料 堇青石 莫来石 显微结构续表 1窑具是陶瓷工业中一种重要的辅助材料 ,其质量 和寿命直接影响着陶瓷产品的质量和生产成本 。
堇青石 —莫来石质 ( 以下示为 C M ) 窑具是当今建 筑卫生陶瓷和日用陶瓷制品烧成过程中使用较为普遍 的一种窑具材料 。
对于此体系窑具材料的生成机理 、 生产工艺及控制 ,国内外已有诸多研究报道及生产实 践 。
国外的一些公司已经有各种牌号的产品供应于市 场 ,国内也有一些厂家生产此种材料的窑具 。
但是由 于种种原因 ,国内产品的使用寿命与国外产品的使用 寿命仍有一定差距 ,甚至在一些性能指标相近于国外 水帄的情况下 ,使用寿命也低于国外产品 。
笔者旨在 通过对所采集的一些国内外产品的显微结构在镜下的 特征进行鉴定描述 ,以致于能为该类材料的显微结构 分析及探讨其与生产工艺的相关性打下基础 。
编号产地 来源使用部位C M - Z 09 韩国 宜兴 宜兴福建泉州 江苏宜兴 江苏宜兴 陕西咸阳 陕西咸阳 辊道窑用垫板 棚板 棚板 棚板 棚板 C M - Y 10 C M - Y 11C M - X12 咸阳陶瓷研究设计院 C M - X13 咸阳陶瓷研究设计院C M -S 14 石湾广东佛山匣钵对试样的 XRD 鉴定试样的 XRD 鉴定结果见表 2 。
表 2 试样的 XR D 鉴定结果1 .2 矿物相及半定量结果编号 样品编号堇青石 莫来石 红柱石 刚玉 石英1 C M - F01 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主少 少 少 少微1 试样的采集及 XRD 鉴定2 C M - F023 C M - F03 1 . 1 试样来源及编号试样的来源及编号如表 1 所示 。
锆刚玉莫来石砖的导热系数
锆刚玉莫来石砖的导热系数
锆刚玉莫来石砖的导热系数都比较高，可以被用作高温环境下的保护材料或者热工装备。
这是由于它们的晶体结构都具有高度有序的空间排列，从而使热能以较高的速度在其中传递。
下面将简单介绍这些材料的导热性能。
锆刚玉是由氧化锆和氧化铝组成的陶瓷材料，锆刚玉砖的导热系数一般在25-30 W/mK左右。
由于其高硬度、高耐磨性和高温稳定性，锆刚玉砖被广泛应用于高温环境下的磨损保护和耐火材料等领域。
莫来石是一种属于硅酸盐矿物的石英变种，其化学式为Al2SiO5。
莫来石砖的导热系数一般在15-20 W/mK左右。
莫来石具有高度有序的晶体结构，因此具有较高的热导率和较好的热稳定性，被广泛应用于高温炉窑、陶瓷行业等领域。
锆刚玉莫来石砖的导热系数的高低还受到多种因素的影响，例如材料的密度、晶粒大小、材料的纯度等。
因此，在选择材料时需要综合考虑其导热系数以及其他性能指标来确定最终使用效果。
总之，锆刚玉和莫来石砖两者的导热系数都较高，可用于高温环境下
进行保护和热工装备。
由于这两种材料的化学成分纯度较高，使用过程中比较稳定，所以具有一定的应用潜力。
莫来石标准
武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷 湖北省重点实验室
2004年11月10日
《烧结莫来石》标准修订说明
2、生产方法
一、普通莫来石生产方法 1、电熔法 2、烧结法 以上两种方法是目前最常用的方法，纯度较低， 属于普通莫来石原料。 二、高纯莫来石 溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、热分解法、 喷雾热分解法、加热水解法等等。 没有玻璃相，具有优良的高温力学性能。
2004年11月10日
武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷 湖北省重点实验室
《烧结莫来石》标准修订说明
表3 一些M45类别的莫来石指标
MULCOA 47（C E
Minerals）
%Al2O3 %SiO2 Mineralogy: % Mullite % Glass % Cristobalite 46.8 (46.0 min.) 50.0 65 20 15
2004年11月10日
武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷 湖北省重点实验室
6.2 各厂家及科研院所对本标准意见 稿所提出的主要问题
《烧结莫来石》标准修订说明
截止2004.11.8日，共收到修订意见稿 15份，主要提出的问题及建议有以下一 些： （1）是否规定莫来石相、玻璃相、石英 相含量的问题？ （2）表中技术指标是否合理？ （3）一些文字方面的问题。
M70 68-73 22-25 83-88
Hoben Hi70
70-73
Hi75
73-75
58.6 (58 min.) 37.8 77 23 TR
68.8 (68 min.) 26.8 87 13
>95
>90
武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷 湖北省重点实验室
莫来石化学组成
莫来石化学组成莫来石是一种常见的矿物，其化学组成主要是硅酸盐和氢氧化铝。
它通常呈现出淡黄色、淡绿色或淡灰色，硬度比较高，有较好的透明性。
莫来石在地质学和矿物学中具有重要的地位，下面将详细介绍其化学组成及相关信息。
莫来石的化学组成主要是硅酸盐和氢氧化铝，其中硅酸盐是指硅氧化合物，包括硅和氧两种元素。
硅是地壳中含量最丰富的元素之一，化学性质稳定，常以二价态存在。
氧是地球上最常见的元素，与硅形成的氧化物称为硅酸盐。
而氢氧化铝是铝的氢氧化物，化学式为Al(OH)3，是一种白色粉末状物质，常见于自然界中。
莫来石的结构特点主要是由正交晶系构成，晶胞结构较为复杂，常常形成六方柱状或板状晶体。
在地质过程中，莫来石可以形成于火成岩、变质岩或沉积岩中，也可以由矽酸盐矿物的变质或熔融过程产生。
其形成过程受到地质构造、温度、压力等多种因素的影响。
莫来石在实际应用中有着广泛的用途，主要包括以下几个方面：1.建筑材料：莫来石可以用作建筑材料中的填料、涂料等，具有一定的硬度和抗压性，可以提高建筑材料的强度和稳定性。
2.玻璃制造：莫来石可以用作玻璃原料的添加剂，可以改善玻璃的透明度和硬度，提高玻璃的质量。
3.陶瓷工业：莫来石可以用作陶瓷的原料，可以改善陶瓷的质地和均匀性，使陶瓷制品更加美观和耐用。
4.橡胶工业：莫来石可以用作橡胶制品的填充剂，可以提高橡胶制品的硬度和耐磨性，延长使用寿命。
5.化工行业：莫来石可以用作化工原料的添加剂，可以改善化工产品的性能和稳定性，提高生产效率。
总的来说，莫来石是一种重要的矿物，在各个领域都有着广泛的应用。
其化学组成主要是硅酸盐和氢氧化铝，具有一定的硬度和透明性，结构复杂而稳定。
通过对莫来石的研究和应用，可以更好地利用地球资源，推动科学技术的发展。
希望通过本文的介绍，读者对莫来石有更深入的了解，进一步探索其在各个领域的潜力和应用前景。
莫来石浇注料配方
莫来石浇注料配方莫来石（Mullite）是一种重要的工业陶瓷材料，具有优异的耐热性能和化学稳定性。
浇注料是用于铸造和浇注的材料，常用于制作炉窑、炉衬和其他高温设备的内部结构。
以下是一种常见的莫来石浇注料配方，供参考。
配方成分：1.莫来石粉体：莫来石是浇注料的主要成分，通常使用莫来石粉体作为基础材料。
选择高纯度的莫来石粉体，粒度大小可根据具体需求进行调整。
2.硅酸铝泡沫：硅酸铝泡沫是用于增加浇注料的浇注性能和耐火性能的添加剂。
它可以增加浇注料的浇注度，并提高其耐热性和耐腐蚀性。
3.粘结剂：粘结剂用于固化和粘结浇注料中的颗粒，以提高整体的强度和稳定性。
常用的粘结剂包括高铝水泥、硅酸盐水泥等。
4.流动剂：流动剂是用于改善浇注料的流动性和可塑性的添加剂。
通常使用一些有机物质作为流动剂，如羟丙基甲基纤维素（HPMC）、碳酸钠等。
5.抗聚结剂：抗聚结剂用于防止浇注料发生结块和团聚。
常用的抗聚结剂包括聚丙烯酸、磷酸盐等。
6.其他添加剂：根据具体的需求和性能要求，可以添加一些其他的辅助剂，如抗氧化剂、防水剂等，以增强浇注料的耐久性和稳定性。
制备工艺：1.将适量的莫来石粉体和硅酸铝泡沫混合均匀，使其形成颗粒状的干混料。
2.在干混料中添加适量的粘结剂和流动剂，搅拌均匀，使其形成均匀的湿混料。
3.在湿混料中逐渐加入适量的抗聚结剂，继续搅拌均匀，直到形成具有一定粘度和流动性的浇注料。
4.在浇注料中添加其他辅助剂，控制其含量和混合时间，使其充分混合均匀。
5.将浇注料倒入预先制备好的模具中，进行振实和震动，以排除空气和提高浇注料的密实性。
6.将浇注料放置在适当的温度下进行干燥和固化，直至成型。
莫来石热膨胀系数
莫来石热膨胀系数莫来石，即莫来石玻璃陶瓷，是一种具有优异性能的新型无机非金属材料。
莫来石热膨胀系数是指在温度变化下，莫来石材料的长度、体积或密度的变化率。
热膨胀系数是衡量材料热膨胀性能的重要指标，对于工程设计和材料应用具有重要意义。
热膨胀是物质在受热条件下发生的长度、体积或密度的变化。
当物体受热时，分子内的振动增强，分子之间的距离变大，物体的体积也随之增大，称为热膨胀。
莫来石作为一种陶瓷材料，其热膨胀系数相对较小，这使得它在一些特殊的应用领域具有独特的优势。
莫来石热膨胀系数的大小与其晶体结构密切相关。
在晶体结构中，原子或离子之间存在着一定的间隙和相互作用力。
当物体受热时，原子或离子的振动增强，原子之间的距离变大，导致晶体结构的膨胀。
莫来石的晶体结构中含有大量的硅酸盐基团，这些基团之间通过氧化镁和氧化铝等离子相互连接形成稳定的网络结构。
由于硅酸盐基团的特殊结构和化学键的刚性，莫来石的热膨胀系数相对较小。
莫来石热膨胀系数的小，使得它在一些温度变化较大的工程应用中具有独特的优势。
例如，在高温熔融金属浇注过程中，莫来石可以作为一种理想的浇注材料，因为它的热膨胀系数与熔融金属接近，可以减少浇注过程中的应力和热应力，避免浇注件的变形和裂纹的产生。
此外，在高温热交换设备中，莫来石也可以作为一种理想的热传导介质，其热膨胀系数与金属管道和设备相匹配，可以有效地提高热传递效率，减少能量损失。
在实际应用中，莫来石热膨胀系数的小也带来了一些问题。
例如，在莫来石制造的玻璃陶瓷器件中，由于莫来石的热膨胀系数与其他材料不同，容易造成材料的热应力不均匀分布，从而导致器件的破裂和失效。
为了解决这个问题，工程师们通常会在莫来石材料的表面涂覆一层特殊的涂层，以调节热膨胀系数，减少热应力的产生。
莫来石热膨胀系数是衡量其热膨胀性能的重要指标，对于工程设计和材料应用具有重要意义。
莫来石的热膨胀系数相对较小，使其在一些温度变化较大的工程应用中具有独特的优势。
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二次莫来石制取：
（1）预先合成莫来石再作为配料用于高铝瓷配方
（2）在制品的一次烧成中直接得到
工艺流程
工艺流程如下:
1.选矿并根据原料的化学成份确定合适的配方。有的工艺使用高岭土和 矾土混合物，有的加石英，有的加氧化铝粉，还有用高岭土一次烧成的 根据产品品级的不同，各种矿物原料的混合配方也不同。如含氧化铝 47%级莫来石，含氧化铝60%级莫来石，含氧化铝70%级莫来石等 2.将需要的各种原料破碎后均匀地混在一起湿磨成325目的泥浆，水份约 60% 3.把绝大部分水份用压滤机去除并初步烘干，使水分低于10% 4.把金属杂质去掉并将干泥浆挤成棍状， 然后烘干使水份低于1% 5.将烘干的棍状泥浆用回转式煅烧炉或隧道窑煅烧，根据产品品级的不 同，煅烧温度也不同，如47%级莫来石1500摄氏度，60%级莫来石 1650摄氏度，70%莫来石1750摄氏度等 6.在煅烧达到温度的峰值后,缓慢降温以形成莫来石矿相 7.完全冷却后可再进行破碎,筛分,装袋等
②溶胶-凝胶法（ Sol-Gel ）
溶胶-凝胶法是指金属有机或无机化合物 经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经过热处 理而形成氧化物或其他化合物固体的方法。
采用溶胶-凝胶法制备莫来石粉具有如 下优点：（ 1）反应在溶液中进行，均匀度高 ，对多组分的均匀度可达分子或原子级；（ 2 ）烧结温度较低；（ 3）化学计量准确，易于 改性掺杂；（ 4）制得的粉料粒径小、分布均 匀、纯度高 .
莫来石
简介
莫来石( mul li te)为硅铝酸盐矿物, 1924 年最早发现于 苏格兰的Mul l岛而得名。
莫来石陶瓷（mullite Ceramic），指主晶相为莫来石 的陶瓷。莫来石是A12O3-SiO2系中唯一稳定的二元化 合物，组成可在3 A12O3?2 SiO2至2 A12O3?SiO2间变 化， 即A1203含量可在71.8-77.3wt%范围内波动。 3 A12O3?2SiO2是莫来石的化学计量成分和含量。
该法合成的莫来石 结晶细小，组织结构均匀 ， 但有较高的气孔率（ 5%～25%）。与高纯电熔莫 来石相比，采用全天然原料用烧结法合成的莫来 石具有成本低、性能适中 的特点，因而具有较大 的市场。
⑶化学法
常见的化学法制备莫来石超微粉的方法包括：化学气相 反应法、溶胶 -凝胶法（Sol-Gel）、水解法、共沉淀法、喷 射热解法等。
工艺流程图
破碎机
原料
加水
球磨
泥浆池
过滤筛 泵
泥浆选机
挤球机
烘干机
剥片机
烘干机 磁选机 球磨机
成品储存
磁选机
煅烧炉
破碎机
筛分粒度
莫来石超微粉材料的制备方法
莫来石的合成主要有三种方法:熔融法、烧结法、化学法。
⑴熔融法
将高纯石英和工业氧化铝按比例混合后放在电弧 炉中熔融，电弧炉中温度通常在2000℃以上 ,然后 在冷却过程中结晶出莫来石晶体。
莫来石特性
1. 化学分子式--3Al2O3.2SiO2 2. 化学成份-- Al2O3 71.8%, SiO2 28.2% 3. 晶相--network with needle-like&long pillar-like
crystals intervein each other 4. 密度---3.03g/cm3 5. 导热系数--3.83W/m·K(1000℃) 6. 热膨胀系数--5.3*10-6/℃(20 ℃ ~1000 ℃) 7. 熔点--1870 ℃ 8. 弹性--1.47*1010Pa 9. 莫氏硬度 ---6~7 10. 化学性质—稳定,在氢氟酸中都不溶解 11. 与红柱石的区别:莫来石是经过煅烧的熟矿石, 根据品级的
该法制成的莫来石结晶较粗且常有气孔，但总的 气孔率较烧结莫来石体小 ,其化学组成主要依赖于 结晶化温度和冷却速度而不是原料最初组成。
⑵烧结法
将粉碎过的原料混合烧结，在高温下，通过固体 扩散来合成莫来石。其原料多采用天然原料。最 直接的方法是将活性的 Al2O3和SiO2按比例充分 混合，在高温下进行烧结。
⊙ 莫来石(3Al2O3·2SiO2) 是唯一一种在常压下存 在的二元 Al2O3-SiO2 相物质。 因为天然莫来石 很少，所以烧结和电熔莫来石发展的很广泛。
⊙莫来石是一种高级原料，具有统一的热膨胀、 良好的抗热震性能、压力下的高耐火度、低蠕变、 高硬度和良好的抗化学腐蚀性等优点。
⊙莫来石是系列产品，根据不同的烧结方法和配 方可以生产出不同品级的产品。
莫来石用途
莫来石陶瓷主要有普通莫来石瓷和高纯莫来石瓷。 ? 普通莫来石瓷：以铝硅酸盐系天然矿物作为主要原料，采用
在烧结过程中使之莫来石化的反应烧结法或先合成莫来石后 再成型、烧结方法制成。
? 因F相e原，2O料致3、纯使度其Ca低力O，学、杂、M质热gO含学、量性N高质a2，较O其差、组，K2分使O等除莫杂A来1质石2O，陶3因、瓷而S在iO制高2品外温中，下有还的相含优当有良数T性iO量能2的不、玻能璃得 到充分发挥。因此工业上普通莫来石陶瓷只能应用在对温度、高温强度要求 不高的场合作为一般耐火材料使用。
不同,含有60%-89%的莫来石相。而红柱石是未经过煅 烧的生矿石，本身不含有莫来石相，只有在2000摄氏度 左右的高温下才转化生成莫来石相。
规格
莫来石主要有三个品级.
?低铝莫来石AL2O3 43%~47% ?中铝莫来石 AL2O3 约 60% ?高铝莫来石 AL2O3 约70%
制备工艺
一次莫来石：原料矿物在加热时分解而生产的莫来石
Al2O3·2SiO2·2H2O 高岭石
2（Al2O3·2SiO2）
600 ℃ Al2O3·2SiO2 + 2H2O 偏高岭石
1200 ℃3Al2O3·2SiO2+ 4SiO2 一次莫来石60% 方英石40%
二次莫来石：在高铝瓷配方中加入Al2O3 ，
3Al2O3 + 2SiO2
3Al2O3·2SiO2
①化学气相反应法
化学气相反应法是指金属氯合物和金属醇盐等易挥发金 属化合物的蒸汽，在气相中进行热分解、加水分解，与氧、 氨、甲烷等其他气体反应而生成超微粉的方法。
通过这种方法制得的莫来石粉化学性能稳定、结晶性好 、不易结团。气相法易控制气氛和粒子生成条件 ,粒径分布窄 ,易实现粉体的高纯化和超细粉。但该法设备较为复杂 ,产量 较低,成本较高,目前还没有得到大规模工业化生产。