Які властивості муліту? Як він використовується в алюмінієвих вогнетривких матеріалах з карбіду кремнію?
Муліт — мінерал, що утворюється з алюмосилікатів при високих температурах. Він утворюється при штучному нагріванні алюмосилікатів і часто використовується для виробництва високотемпературних вогнетривких матеріалів. Його хімічна формула 3Al2O3·2SiO2. Теоретично вміст Al2O3 в чистому муліті становить близько 71,8%. За нормального тиску це єдина сполука, яка може стабільно існувати на бінарній фазовій діаграмі Al2O3-SiO2. Кристалічна структура муліту являє собою орторомбічну кристалічну систему. Середня структура складається з октаедричних спільних ребер, з’єднаних у ланцюг, паралельний осі С. Він розташований у чотирьох вершинах і в центрі площини проекції елементарної комірки. На Z= кожної елементарної комірки октаедричний ланцюг на 1/2 з’єднаний з тетраедрами [SiO4] і [AlO4], і тетраедри утворюють подвійний ланцюг, паралельний осі c.
Муліт являє собою ланцюгове розташування голчастих або стовпчастих кристалів, що простягаються вздовж осі с. Ці голчасті або стовпчасті кристали перетинаються один з одним, утворюючи переплетену суцільну структуру мережі. Ця властивість надає виробам з муліту відносно відмінну продуктивність. Він має такі властивості: його твердість висока, близько 6,7 (твердість за Моосом), його температура плавлення може досягати 1870 градусів, його теплопровідність становить 13,8 кДж/м·год·К, а його лінійне розширення невелике, наприклад, при 20~1000 градусів Швидкість лінійного розширення мулітів становить 5,3×10-6/K, а модуль пружності низький, між 160-200Gpa, що приблизно вдвічі менше, ніж у Al2O3 і SiC.
Муліт має чудові фізичні та хімічні властивості, такі як висока вогнетривкість, хороша стійкість до термічного удару та стійкість до повзучості, висока температура розм’якшення під навантаженням, хороша стабільність об’єму та стійкість до корозії. Іншою його характеристикою є те, що його міцність при високій температурі та властивості руйнування зростатимуть із підвищенням температури, а не зменшуватимуться. Наприклад, його міцність при високій температурі 1300 градусів в 1,7 рази вища, ніж при кімнатній температурі. Коли температура піднімається вище 1800 градусів, сліди рідкої фази починають утворюватися всередині муліту. Коли температура досягає 1850 градусів, муліт повністю плавиться. Тому муліт широко використовується в таких галузях промисловості, як цемент, скло, кераміка, металургія, хімія, електроенергетика, національна оборона та газ, ставши вдосконаленим вогнетривким матеріалом, який відповідає умовам використання.
У вогнетривких матеріалах на основі алюмінію, кремнію, карбіду кремнію стовпчасті та голчасті кристали муліту перемежовуються один з одним, утворюючи структуру мережі в шаховому порядку. Ця сітчаста структура може утворювати тісну комбінацію з оточуючими частинками, таким чином роблячи вогнетривкий матеріал відносно високої міцності. Наявність муліту може покращити стійкість матеріалу до термічного удару та температуру розм’якшення навантаження, що дозволяє використовувати вогнетривкий матеріал з карбіду кремнію алюмінію в місцях з більш високими температурами та частими змінами.
