Anvendelse av Mullite og dens sammensatte ildfaste materialer i den keramiske industrien

 Ovnmøbler (sagger, skurplate, skyveplate, etc.) er i industriovnen i stekeprosessen på stekeemnene for å spille en rolle i avstand, støtte, støtte, demping, beskyttelse, etc. Apparatur.

 Tradisjonelle keramiske produkter (byggkeramikk, sanitærkeramikk, keramikk, avansert keramikk) som brukes ved brenning av ovnen, på grunn av belastningsforholdene for å tåle brenningstemperaturen fra romtemperatur til mange sykluser, må ha gode mekaniske egenskaper og termisk støtmotstand; Nytt energifelt av litiumbatteri katodematerialer som brukes i fyringen av ovnen, i tillegg til utmerkede mekaniske egenskaper og termisk sjokkmotstand, men bør også ha utmerket motstand mot korrosjonsegenskaper.

 Utviklingen av høyytelsesovn er av stor betydning for brenning av høykvalitetsprodukter. Fused mullite med høy renhet er det beste råmaterialet for fremstilling av høykvalitets ovnsmøbler på grunn av dets gode termiske sjokkbestandighet.

 Mullite-korund ildfast materiale er et av hovedmaterialene for ovnsmøbler i dag, som har god høytemperaturstyrke, termisk støtbestandighet og kjemisk stabilitet, og er spesielt egnet for lagerbrente myke magneter (ferritt) og elektrisk isolerende keramikk.

 Chen Guihua et al. forberedt en mullitt-korund høytemperatur skyveplate med god termisk støtmotstand ved å bruke M75 elektrosmeltet mullitt og elektrosmeltet korund som aggregater, og aluminiumoksydgummi, -Al2O3 mikropulver og SiO2 mikropulver som bindingsmatrisen, og bøyestyrkens retensjonshastighet var 78 % etter to termiske sjokk (1100 grader ⇌ vannkjøling), og ingen brudd oppsto etter 23 termiske sjokk.

 Hou Xiaojing et al. forberedt korund-mullitt-ovnsmøbler med utmerket termisk støtmotstand ved bruk av platekorundpartikler, fint pulver og elektrosmeltede mullittpartikler som hovedråmaterialer, og retensjonshastigheten for romtemperatur bøyestyrke etter tre termiske sjokk (1100 grader ⇌ luftkjøling) var oppe til 100 %, mens materialet hadde høy bøyestyrke ved høy temperatur (22,8 MPa ved 1400 grad).

 Shoukodi et al. fant at introduksjonen av zirkon i korund-mullitt ildfaste materialer tilberedt med platekorund og elektrosmeltet mullitt som hovedråmaterialer kunne ytterligere forbedre den termiske sjokkmotstanden til korund-mullitt-ovnsmøbler, og mekanismen for forbedring av motstanden mot termisk sjokk var som følger: zirkon spaltes til ZrO₂ og SiO₂ under sintringsprosessen, på den ene for hånd migrerte SiO2 utover fra ZrO2-aggregatene og produserte lukkede porer; på den annen side er de ringformede mikrosprekkene mellom ZrO2-aggregatene og den omgivende mullittmatrisen på grunn av termisk mistilpasning i stand til å spre spenningene som genereres under den termiske sjokksyklusen.

 Når det gjelder mullittråstoff, har Zhang Yongchen et al. sammenlignet ytelsen til mullitt-korund-skyveplater laget av samme mengde mikrokrystallinsk mullitt og vanlig elektrosmeltet mullitt, og fant ut at trykkstyrken til de to typene skyveplater var lik, men når det gjelder motstand mot termisk sjokk, antall termiske støt på skyveplatene fremstilt av mikrokrystallinsk mullitt var 20 % høyere enn på skyveplatene laget av vanlig elektrosmeltet mullitt, som ble tilskrevet det faktum at den indre mikrostrukturen til elektrosmeltet mullitt bidrar til å absorbere termiske påkjenninger for å forbedre motstanden mot termiske støt. Dette skyldes det faktum at den indre mikrostrukturen til mikrokrystallinsk mullitt bidrar til absorpsjon av termisk stress, noe som forbedrer den termiske støtmotstanden.

 Cordierite har en lav termisk utvidelseskoeffisient (romtemperatur til 1000 grader, 2,5×10-⁶ grader -¹), som gir utmerket motstand mot termisk sjokk. Koeffisienten for termisk utvidelse av kordieritt er mindre enn for mullitt. Misforholdet mellom deres termiske ekspansjonskoeffisienter gjør det lett å danne mikroskopiske sprekker ved grensesnittet mellom de to fasene, noe som bidrar til å forbedre den termiske sjokkmotstanden til mullitt-kordierittmaterialer. Skur plate som en spesiell ovn møbler for å støtte porselen stykker, materialet er for det meste kordieritt-mullitt komposittmateriale. Fang Binxiang et al. M60 mullitt og kordieritt som hovedråstoff, dekstrin som bindemiddel, utarbeidet en høystyrke cordierite - mullitt skurplate, i 1200 grader høytemperatur bøyestyrke kan være så høy som 17,7MPa, på grunn av materialets skjelett består av mullitt og kordieritt tilslag, de to av mullitt, kordieritt og lavt aluminiumoksyd og glassfaser med høy silika-oksygen sammensatt av "forbindelsesbroen De to er fast forbundet med en "forbindelsesbro" sammensatt av mullitt, kordieritt og lav-Al, høy-silika oksygenglassfaser, noe som bidrar til å forbedre høytemperaturmekanikken egenskaper Selv om ildfaste mullitt-kordieritt har god ytelse og lav forurensning av porselensdeler, har kordieritt et lavt smeltepunkt, og det maksimale. servicetemperaturen til produktene er vanligvis<1350℃.

 Med utviklingen av nye energikjøretøyer, elektroniske mobile enheter og energilagring øker etterspørselen etter litiumbatterier, og ovnen som brukes til å fyre av katodematerialet får også mer og mer oppmerksomhet. For tiden er de ofte brukte katodematerialene for litiumbatterier LiCO₃, LiOH og LiCoO₂ og andre alkaliske materialer, saggeren for fyring med en viss grad av erosjon, kombinert med forberedelsesprosessen for varme og kalde sykluser, sammenlignet med vanlig keramisk brennovn, litium batteri katode materialer avfyring ovn i kjemisk stabilitet og termisk støt motstand fremsatt høyere krav. Mullite har sterk motstand mot korrosjon av Li- og Co-ioner, og er egnet som råmateriale for litiumbatteri-katodemateriale som brenner ovnsmøbler. Zhai et al. fant at ved å studere erosjonsmekanismen til batterikatodemateriale på mullitt sagger, reagerer Li₂O med mullitt for å generere reaksjonsproduktene til LiAlSiO₄ og LiAlSi₂O6, som er relatert til saggermaterialet, noe som resulterer i mikrosprekker, og termisk ekspansjon og termisk sjokkmotstand av sagger-materialet er høyere enn vanlig keramikk. Misforholdet fører til generering av mikrosprekker, og dermed blir sagger-overflaten avskallet og skadet. Dette indikerer at erosjonsmotstanden til enfaset mullitt sagger ikke er tilfredsstillende. For å forbedre ytelsen til enfaset mullitt-sagger for avfyring av litiumbatteri katodemateriale, Shan Zhilin et al. brukte M70 mullitt og kordieritt som tilslag for å fremstille mullitt-kordieritt saggermateriale, og fant at materialet dannet et lag av reaktivt beskyttende lag som kunne motstå erosjon av katodemateriale under erosjonsprosessen, og det hadde god motstand mot erosjonen av Li- og CO-ioner.

 Jing Xie et al. undersøkte erosjonsmekanismen til LiCoO₂ på mullitt-kordieritt-sagger syntetisert fra alkalikoboltkarbonat og litiumkarbonat, og påpekte at LiO₂ produsert ved dekomponering av Li₂CO₃ kan reagere med mullitt og kordieritt for å danne LiAlO₂, -LiAli.Si. Volumendringen som følge av erosjonsreaksjonen og det termiske ekspansjonsmisforholdet mellom den opprinnelige fysiske fasen og reaksjonsproduktene resulterte i tverrgående mikrosprekker inne i materialet og avskalling på overflaten. Når erosjonsreaksjonen fortsetter, blir imidlertid mullitt- og kordierittpartikler smeltet sammen med substratet, og penetrasjonslaget er tettere enn før erosjon, noe som hindrer videre diffusjon av LiO2, og saggeren har sterk erosjonsmotstand. Chen Yang et al. brukte elektrosmeltet mullitt og kordieritt som hovedråmaterialer for å tilberede en kordieritt-mullitt sagger med god motstand mot Li₂(Ni0.8Co0.1Mn0.1)Oχ erosjon ved 8 00 grader og en gjenværende bøyestyrke på 3,0~4,5 MPa etter fem varmestøt (1100 grader , vannkjøling).

 Chen Ning et al. brukte mullitt og kordieritt som hovedråmaterialer for å tilberede en slags mullitt-kordieritt-ovnsmøbler spesielt egnet for brenning av litium-ion batteri katodemateriale, romtemperatur bøyestyrke og trykkstyrke kan nå henholdsvis 9,5 og 58,8 MPa, og høytemperatur bøyestyrke styrke ved 1100 grader er 11,4 MPa. Zhao Mengxi et al. brukte rimelig M60 mullitt og kordieritt som råmateriale, og voksblanding som bindemiddel for å produsere en mullitt-kordieritt sagger egnet for litiumbatterifyring ved varmpresssprøytestøping. Zhao Mengxi et al. brukte rimelig M60 mullitt og kordieritt som råmateriale og voksblanding som bindemiddel for å klargjøre en mullitt-kordieritt sagger for litiumbatterifyring ved varmpressende sprøytestøping.

 I mullitt-kordieritt-materialsystem kan innføringen av magnesium-aluminiumspinell eller aluminiumtitanat ytterligere forbedre ytelsen til materialet. Zhai et al. påpekte at magnesium-aluminium spinell er minst reaktiv med batterimaterialet, og har bedre motstand mot litiumerosjon. Derfor har mullitt-kordieritt-magnesia-aluminium-spinellmaterialsystemet bedre erosjonsmotstand.

Liu Pengcheng et al. utarbeidet en mullitt-kordieritt-magnesium-aluminium-spinell-sagger med gode mekaniske egenskaper ved å bruke M70-mullitt, kordieritt og elektrosmeltet magnesium-aluminium-spinell som hovedråmateriale. Haisen Xu fremstilte et mullitt-kordieritt-spinell-sagger-materiale med god motstand mot litiumkoboltaterosjon og termisk sjokk ved å syntetisere cordieritt og in-situ syntetisere spinell med M70 mullitt som tilslag. Yingna Zhao et al. fant at innføringen av aluminiumtitanat i ildfaste mullitt-kordierittmaterialer kunne forbedre den termiske sjokkmotstanden til materialene, og romtemperaturens bøyestyrke etter fem termiske sjokk (1100 grader, vannkjøling) nådde 9,4 MPa.

 Sammenlignet med kordieritt har aluminiumtitanat en lavere termisk utvidelseskoeffisient (1,5 × 10-⁶ grader -¹ fra romtemperatur til 1000 grader ) og et høyere smeltepunkt, noe som gjør det til den beste høytemperaturbestandige av nåværende materialer med lav ekspansjon. Når mullitt og alumina titanat brukes sammen, kan mullitt-aluminium titanat ovner med god termisk støtmotstand og høye driftstemperaturer oppnås. Huang et al. viste at mullitt forbedrer gitterstabiliteten til aluminatitanat når det dopes inn i aluminatitanatmatrisen, noe som igjen forhindrer nedbrytning av aluminatitanat.Kim et al. funnet at stabiliteten til aluminatitanat kan nå opptil 80 % når mullitt er tilstede i aluminiumoksydtitanatmaterialet.

 For å løse problemet med lav styrke av aluminiumoksyd titanat som et høytemperaturovnsmøbelmateriale, Yin Hongfeng et al. syntetiserte in situ et mullitt-aluminiumoksyd titanat-ovnsmøbel med god termisk støtmotstand og høy-temperatur bøyestyrke (1400 grader, 11,4 MPa) ved å bruke M60 mullitt, industrielt aluminiumoksyd, titanoksid og Suzhou-jord som de viktigste råvarene, som er egnet for fyringsovnsmøbler av harde magnetiske materialer.

 RenYing et al. syntetiserte et in situ mullitt-aluminium titanat-ovnsmøbel med en driftstemperatur lavere enn 1400 grader og en produktlastkapasitet på mindre enn eller lik 8 kg ved å bruke M60 mullitt, titandioksid, industriell alumina og Suzhou-jord som råmaterialer. På grunn av misforholdet mellom koeffisientene for termisk utvidelse av mullitt og aluminiumoksyd titanat, kan mikrosprekkene som dannes inne i materialet bremse spenningskonsentrasjonen under termisk sjokkmiljø og redusere den elastiske tøyningsenergien i materialet som fører til termisk sjokkbrudd, og dermed forbedrer den termiske støtmotstanden til materialet. Mullitt-aluminium titanat-ovnsmøblene kan delvis erstatte de dyrere mullitt-korund-ovnsmøblene som en lagerplate for brenning av myke magnetiske materialer, og samtidig i lavtemperaturseksjonen (Mindre enn eller lik 1250 grader C) kan også brukes til å erstatte mullit - kordierittovnsmøbler for daglig bruk keramikk, arkitektonisk keramikk, sanitær keramikk og kunst keramikk brenning.

 Silisiumkarbid har høy styrke, termisk ledningsevne, slitestyrke, kjemisk korrosjonsbestandighet og andre egenskaper, så silisiumkarbidovnsmøblene har utmerket termisk støtmotstand, høy slitestyrke og romtemperatur og høy temperaturstyrke. Imidlertid er oksidasjonen av silisiumkarbid mer signifikant over 1300 grader, og derfor er påføringstemperaturen til silisiumkarbidskyveplaten begrenset.

For å forbedre oksidasjonsmotstanden til silisiumkarbidbaserte ovnsmøbler, Shi Jinxiong et al. forberedt silisiumkarbid-mullitt-baserte ovnsmøbler med silisiumkarbid, M70 sintret mullitt og SiO₂ mikropulver som råmateriale. Med økningen av mullitttilsetning fra 5% (w) til 25% (w), ble oksidasjonsmotstanden og termisk sjokkmotstanden til ovnsmøblene forbedret etter kalsinering ved 1300 grader i atmosfærisk atmosfære.