Quelles sont les propriétés de la mullite ? Comment est-il utilisé dans les matériaux réfractaires en aluminium, silicium et carbure de silicium ?
La mullite est un minéral formé à partir d'aluminosilicates à haute température. Il se forme lorsque les aluminosilicates sont chauffés artificiellement et est souvent utilisé pour produire des matériaux réfractaires à haute température. Sa formule chimique est 3Al2O3·2SiO2. Théoriquement, la teneur en Al2O3 de la mullite pure est d'environ 71,8 %. Sous pression normale, c'est le seul composé qui peut exister de manière stable dans le diagramme de phase binaire Al2O3-SiO2. La structure cristalline de la mullite est un système cristallin orthorhombique. La structure moyenne est composée d'arêtes octaédriques partagées reliées en une chaîne parallèle à l'axe C. Il est situé aux quatre sommets et au centre du plan de projection de la cellule unitaire. En Z= de chaque cellule unitaire La chaîne octaédrique en 1/2 est connectée aux tétraèdres [SiO4] et [AlO4], et les tétraèdres forment une double chaîne parallèle à l'axe c.
La mullite est un arrangement en forme de chaîne de cristaux en forme d'aiguilles ou en colonnes s'étendant le long de l'axe c. Ces cristaux en forme d’aiguilles ou en colonnes se croisent pour former une structure de réseau entrelacée et solide. Cette fonctionnalité donne aux produits mullites des performances relativement excellentes. Il possède les propriétés suivantes : sa dureté est élevée, environ 6,7 (dureté Mohs), son point de fusion peut atteindre 1 870 degrés, sa conductivité thermique est de 13,8 KJ/m·h·K et sa dilatation linéaire est faible, par exemple à 20 ~ 1 000 degrés Le taux d'expansion linéaire des mullites est de 5,3 × 10-6/K et le module d'élasticité est faible, entre 160-200 Gpa, soit environ la moitié de celui de l'Al2O3 et du SiC.
La mullite possède d'excellentes propriétés physiques et chimiques, telles qu'un caractère réfractaire élevé, une bonne stabilité aux chocs thermiques et une bonne résistance au fluage, une température de ramollissement sous charge élevée, une bonne stabilité volumique et une résistance à la corrosion. Une autre caractéristique est que sa résistance à haute température et ses propriétés de rupture augmenteront avec l'augmentation de la température et ne diminueront pas. Par exemple, sa résistance à une température élevée de 1 300 degrés est 1,7 fois supérieure à celle à température ambiante. Lorsque la température dépasse 1 800 degrés, des traces de phase liquide commencent à se former à l’intérieur de la mullite. Lorsque la température atteint 1850 degrés, la mullite fond complètement. Par conséquent, la mullite est largement utilisée dans des industries telles que le ciment, le verre, la céramique, la métallurgie, la chimie, l'énergie électrique, la défense nationale et le gaz, devenant ainsi un matériau réfractaire avancé répondant aux conditions d'utilisation.
Dans les matériaux réfractaires en aluminium, silicium et carbure de silicium, des cristaux de mullite en forme de colonne et d'aiguille sont intercalés les uns avec les autres pour former une structure de réseau décalée. Cette structure de réseau peut former une combinaison étroite avec les particules environnantes, rendant ainsi le matériau réfractaire relativement résistant. La présence de mullite peut améliorer la stabilité aux chocs thermiques et la température de ramollissement de la charge du matériau, permettant ainsi au matériau réfractaire en carbure de silicium d'aluminium d'être utilisé dans des endroits où les températures sont plus élevées et les changements fréquents.
