莫來(lái)石的主要成分是氧化鋁和氧化硅,是鋁硅酸鹽的礦物統稱(chēng),它是由鋁硅酸鹽經(jīng)過(guò)高溫條件形成的一種礦物,人工加熱鋁硅酸鹽時(shí)也會(huì )形成莫來(lái)石。近年來(lái)我國不斷加大煤炭資源的清潔利用,電廠(chǎng)發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰中也含有莫來(lái)石相, 其中準格爾電廠(chǎng)煤粉爐粉煤灰中莫來(lái)石含量在40%左右。莫來(lái)石的化學(xué)組成為3AI203·2SiO2-2AI2O3·SiO2,從相圖角度分析,在二元相圖系統中,莫來(lái)石為唯一穩定的結晶鋁硅酸鹽。它的晶體結構是由硅氧四面體和鋁氧四面體沿C軸無(wú)序排列組成雙鏈,雙鏈間由鋁氧八面體連接而成,其結構中鋁氧八面體在整個(gè)結構中起到了骨架支撐作用,非公度調幅的2種有序化方式又使其具有穩定的能量,因而莫來(lái)石具有非常好的化學(xué)穩定性。同時(shí)它兼具有良好的耐火度高、電絕緣性強等性質(zhì)、抗化學(xué)侵蝕、抗震性好、荷重軟化溫度高、抗蠕變,現被廣泛使用在冶金、化工、石油、電力、國防等諸多工業(yè)領(lǐng)域。
1、莫來(lái)石在耐火材料領(lǐng)域的應用
近年來(lái),莫來(lái)石耐火材料發(fā)展非常迅速,隨著(zhù)工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步提高,莫來(lái)石新材料不僅滿(mǎn)足了石油、化工等高溫行業(yè)迅速增長(cháng)的需求,同時(shí)也滿(mǎn)足了高溫行業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步的新要求?,F在工業(yè)使用的耐火材料可由氧化硅、氧化鈣、氧化鋁等氧化物制備而成。莫來(lái)石作為一種高性能的耐火材料,它具有:
(1)高熔點(diǎn);
(2)膨脹均勻;
(3)熱震穩定性極好;
(4)荷重軟化點(diǎn)高;
(5)高溫蠕變值??;
(6)硬度大;
(7)抗化學(xué)腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。
莫來(lái)石制備的耐火新材料,目前廣泛應用于馬弗爐、煅燒爐、鍋爐、回轉窯等高溫設備中。由莫來(lái)石制備耐高溫設備,不僅僅耐高溫,而且使用壽命長(cháng)、耐腐蝕。莫來(lái)石與其他優(yōu)質(zhì)的材料進(jìn)行優(yōu)勢互補,復合合成更加優(yōu)良性能的耐火材料。如采用堇青石-莫來(lái)石復合合成陶瓷窯具材料,制備的材料具有熱膨脹系數小、抗熱震性?xún)?yōu)異、耐火度高、高溫穩定性好。因此,目前國內外高檔陶瓷窯具普遍使用堇青石莫來(lái)石復合材料。
總之,莫來(lái)石耐火材料越來(lái)越受到人們重視,相信會(huì )出現更多性能優(yōu)良的莫來(lái)石耐火材料。
2、莫來(lái)石在電學(xué)領(lǐng)域的應用
現代計算機系統是由超高性能的集成電路構成,這使得低介電常數的陶瓷基片受到人們廣泛地研究。低介電常數的陶瓷基片具有3個(gè)特點(diǎn):
(1)能與某些金屬燒結在一起;
(2)能承擔高的線(xiàn)路密度;
(3)具有較低的膨脹系數且與硅的熱膨脹系數匹配。
莫來(lái)石在電性能領(lǐng)域的應用就體現在其作為一種優(yōu)秀的基片材料,它具有很低的介電常數,能承擔高的線(xiàn)路密度。因此,莫來(lái)石陶瓷和莫來(lái)石質(zhì)玻璃-陶瓷復合材料被用作高性能集成電路的優(yōu)良功能材料。
3、莫來(lái)石在其他領(lǐng)域的應用
莫來(lái)石作為一種很優(yōu)秀的化工材料,除了上述方面的應用研究,在其他方面也有很多的應用。如莫來(lái)石可以作為透氣性陶瓷元件。這種材料機械強度大,氣孔分布較均勻,透氣性好。此外,莫來(lái)石復合材料可以作為催化劑載體,其具有較好的化學(xué)穩定性及耐熱性能,可以負載多種催化劑。制備的催化劑可用于石油裂解、汽車(chē)尾氣處理以及廢水處理等方面。莫來(lái)石陶瓷合金還可用于剎車(chē)片內襯,這種材料以金屬合金作為基體,其他種類(lèi)陶瓷作為分散介質(zhì)。由于該材料比聚合物制備的剎車(chē)材料具有較好的耐熱性和耐磨性,目前在飛機和高鐵系統以及汽車(chē)剎車(chē)片方面已經(jīng)廣泛使用。
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