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莫来石的应用领域都有哪些?

发布时间:2021/06/11 行业新闻 标签:耐火砖浏览次数:53

莫来石的主要成分是氧化铝和氧化硅,是铝硅酸盐的矿物统称,它是由铝硅酸盐经过高温条件形成的一种矿物,人工加热铝硅酸盐时也会形成莫来石。近年来我国不断加大煤炭资源的清洁利用,电厂发电产生的粉煤灰中也含有莫来石相,其中准格尔电厂煤粉炉粉煤灰中莫来石含量在40%左右。莫来石的化学组成为3Al2O3·2SiO2-2Al2O3·SiO2,从相图角度分析,在二元相图系统中,莫来石为唯一稳定的结晶铝硅酸盐。它的晶体结构是由硅氧四面体和铝氧四面体沿C轴无序排列组成双链,双链间由铝氧八面体连接而成,其结构中铝氧八面体在整个结构中起到了骨架支撑作用,非公度调幅的2种有序化方式又使其具有稳定的能量,因而莫来石具有非常好的化学稳定性。同时它兼具有良好的耐火度高、电绝缘性强等性质、抗化学侵蚀、抗震性好、荷重软化温度高、抗蠕变,现被广泛使用在冶金、化工、石油、电力、国防等诸多工业领域。 

1、莫来石在耐火材料领域的应用 

近年来,莫来石耐火材料发展非常迅速,随着工业技术的不断进步提高,莫来石新材料不仅满足了石油、化工等高温行业迅速增长的需求,同时也满足了高温行业技术不断进步的新要求。现在工业使用的耐火材料可由氧化硅、氧化钙、氧化铝等氧化物制备而成。莫来石作为一种高性能的耐火材料,它具有: 

(1)高熔点; 

(2)膨胀均匀; 

(3)热震稳定性极好; 

(4)荷重软化点高; 

(5)高温蠕变值小; 

(6)硬度大; 

(7)抗化学腐蚀性好等优点。 

莫来石制备的耐火新材料,目前广泛应用于马弗炉、煅烧炉、锅炉、回转窑等高温设备中。由莫来石制备耐高温设备,不仅仅耐高温,而且使用寿命长、耐腐蚀。莫来石与其他优质的材料进行优势互补,复合合成更加优良性能的耐火材料。如采用堇青石-莫来石复合合成陶瓷窑具材料,制备的材料具有热膨胀系数小、抗热震性优异、耐火度高、高温稳定性好。因此,目前国内外高档陶瓷窑具普遍使用堇青石莫来石复合材料。 

总之,莫来石耐火材料越来越受到人们重视,相信会出现更多性能优良的莫来石耐火材料。 

2、莫来石在电学领域的应用 

现代计算机系统是由超高性能的集成电路构成,这使得低介电常数的陶瓷基片受到人们广泛地研究。低介电常数的陶瓷基片具有3个特点: 

(1)能与某些金属烧结在一起; 

(2)能承担高的线路密度; 

(3)具有较低的膨胀系数且与硅的热膨胀系数匹配。 

莫来石在电性能领域的应用就体现在其作为一种优秀的基片材料,它具有很低的介电常数,能承担高的线路密度。因此,莫来石陶瓷和莫来石质玻璃-陶瓷复合材料被用作高性能集成电路的优良功能材料。 

靳正国等人,进行了莫来石陶瓷在电学领域的应用研究,随着莫来石含量的不同,介电性能和介质损耗也产生变化,复合材料中当莫来石含量w=70%~90%时,介电常数变化于6.0~7.0。新型莫来石陶瓷基板材料具有低介电常数、低热膨胀系数、良好的强度,适宜在高速集成电路微电子组装中应用。 

王静制备了碳纳米管莫来石复合材料。在莫来石陶瓷材料良好性能的基础上,通过加入碳纳米管提高其强韧性,研究利用碳纳米管的特殊电学特性改性后莫来石材料的导电性质、力学、热学等性能。研究结果显示,材料的各种性能都取得了较大提高。其中导电性能提高10个数量级以上;电常数提高10~30倍,损耗提高3个数量级;断裂韧性提高达80%。这种材料兼具力学型复相材料和电学型复相材料的优点,在电子材料领域中有重大的应用前景。因此,新型莫来石陶瓷材料的研究具有十分重要的意义。 

3、莫来石在其他领域的应用 

莫来石作为一种很优秀的化工材料,除了上述方面的应用研究,在其他方面也有很多的应用。如莫来石可以作为透气性陶瓷元件。这种材料机械强度大,气孔分布较均匀,透气性好。此外,莫来石复合材料可以作为催化剂载体,其具有较好的化学稳定性及耐热性能,可以负载多种催化剂。制备的催化剂可用于石油裂解、汽车尾气处理以及废水处理等方面。莫来石陶瓷合金还可用于刹车片内衬,这种材料以金属合金作为基体,其他种类陶瓷作为分散介质。由于该材料比聚合物制备的刹车材料具有较好的耐热性和耐磨性,目前在飞机和高铁系统以及汽车刹车片方面已经广泛使用。