1.莫來(lái)石介紹：
莫來(lái)石是以3Al2O3.2SiO2結(jié)晶相為主要成分的耐火原料。莫來(lái)石分為天然莫來(lái)石和人工合成莫來(lái)石兩大類。天然莫來(lái)石很少，一般采用人工合成。莫來(lái)石的化學(xué)成分為Al2O371.8%，SiO228.2%。礦物結(jié)構(gòu)為斜方晶系，晶體呈長(zhǎng)柱狀、針狀、鏈狀排列，針狀莫來(lái)石在制品中穿插構(gòu)成堅(jiān)固的骨架。
莫來(lái)石分為3種類型：α-莫來(lái)石，相當(dāng)于純的3Al2O3·2SiO2，簡(jiǎn)稱3:2型;β-莫來(lái)石，固溶有過(guò)剩的Al2O3，品格略顯膨脹，簡(jiǎn)稱2:1型;γ-莫來(lái)石，固溶有少量TiO2和Fe2O3。莫來(lái)石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于HF。其密度為3.03g/cm3，莫氏硬度6～7，熔點(diǎn)1870℃，導(dǎo)熱系數(shù)(1000℃)為13.8W/(m·K)，線膨脹系數(shù)(20～1000℃)為5.3×10-6℃，彈性模量1.47×1010Pa。莫來(lái)石具有良好的高溫力學(xué)、高溫?zé)釋W(xué)性能，因此合成莫來(lái)石及其制品具有密度和純度較高、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、高溫蠕變率低、熱膨脹率小、抗化學(xué)侵蝕性強(qiáng)、抗熱震性好等優(yōu)點(diǎn)。
2,莫來(lái)石的合成方法：
莫來(lái)石合成的方法，可分為燒結(jié)法和電熔法。燒結(jié)法按照原料制備的方式又有干法與濕法之分，干法工藝是將配料共同粉磨，經(jīng)壓球或壓坯后用回轉(zhuǎn)窯或隧道窯燒成;濕法工藝是將配合料加水磨成料漿，再壓濾脫水成為泥餅，真空擠泥成為泥段或泥坯再經(jīng)燒成。
電熔法是將配合料加入到電弧爐中，在電弧形成的高溫中熔融，冷卻析晶而成，采用天然原料配料時(shí)(如鋁礬土等)，可不經(jīng)粉磨直接將塊狀原料破碎至<1.5mm的顆粒即可，再與其他粉狀原料在混合機(jī)中混合均勻。
燒結(jié)合成莫來(lái)石一般在1650～1700℃下進(jìn)行。影響燒結(jié)法合成莫來(lái)石的主要工藝因素是原料的純度、原料的細(xì)度和煅燒溫度。燒結(jié)法合成莢來(lái)石主要依靠Al2O3和SiO2間的固相反應(yīng)來(lái)完成，因此提高原料的分散度，將會(huì)加速同相反應(yīng)的進(jìn)程。特別是<8μm的微粒，對(duì)合成莫來(lái)石的形成和燒結(jié)作用很大?？梢?jiàn)原料充分混合細(xì)磨，是促使合成莫來(lái)石的固相反應(yīng)充分進(jìn)行的重要工藝條件。莫來(lái)石一般在1200℃即開(kāi)始生成，到1650℃時(shí)終止。此時(shí)呈微品狀，當(dāng)溫度超過(guò)1700℃時(shí)結(jié)晶發(fā)育好。由此可知，燃燒溫度直接影響莫來(lái)石的形成和晶體的發(fā)育。因此，加熱到一定的燒成溫度并延長(zhǎng)一定的保溫時(shí)間，是合成莫來(lái)石的必要條件。合成莫來(lái)石所用原料的純凈度要求很嚴(yán)格，少量雜質(zhì)成分就會(huì)降低莫來(lái)石的含量。
在工業(yè)生產(chǎn)中，不可避免地要帶入各種雜質(zhì)，要有Fe2O3、 TiO2、CaO、MgO、Na2O、K2O，其中危害最大的是Na2O、K2O，它們抑制莫來(lái)石的形成，并導(dǎo)致大量的富硅玻璃相的產(chǎn)生，降低莫來(lái)石含量。Fe2O3會(huì)延緩莫來(lái)石化的進(jìn)程，并增加玻璃相的數(shù)量。當(dāng)TiO2少量存在時(shí)，部分Ti離子進(jìn)入莫來(lái)石品格形成固溶體，促進(jìn)莫來(lái)石的形成和晶體發(fā)育長(zhǎng)大，當(dāng)TiO2含量過(guò)高時(shí)，則仍起熔劑作用。電熔莫來(lái)石是將配合料在電弧爐中熔融，莫來(lái)石從熔體中冷卻析晶而制得，其析晶過(guò)程與Al2O3-SiO2系統(tǒng)相圖的析晶過(guò)程相似。當(dāng)配合料的Al2O3高于莫來(lái)石中的理論組71.8%時(shí)，形成溶有過(guò)剩Al2O3的莫來(lái)石固溶體，即β-莫來(lái)石，只有Al2O3>80%時(shí)才會(huì)出現(xiàn)剛玉相。電熔莫來(lái)石的礦相組成一般為莫來(lái)石晶體和玻璃相。與燒結(jié)莫來(lái)石相比較，電熔莫來(lái)石晶體發(fā)育完善，晶粒大，缺陷少，晶體尺寸是燒結(jié)莫來(lái)石的數(shù)百倍，因此高溫力學(xué)性能和抗侵蝕性都相對(duì)要好。
3,莫來(lái)石的常見(jiàn)形態(tài)
生產(chǎn)莫來(lái)石材料，一般可以利用高嶺石、硅線石族礦物，氫氧化鋁或氧化鋁和二氧化硅直接合成。粘土物質(zhì)與氧化鋁或硅線石族礦物與工業(yè)氧化鋁在加熱條件F反應(yīng)形成一次和二次莫來(lái)石，一次莫來(lái)石在1000～1200℃范圍內(nèi)形成，進(jìn)一步提高溫度，使結(jié)晶增大。二次莫來(lái)石的形成通常在1650℃時(shí)完結(jié)。為了制取致密的莫來(lái)石制品，常用二步燒結(jié)法。莫來(lái)石有兩種結(jié)晶形態(tài)：針狀和棱柱狀。針狀莫來(lái)石加固玻璃相、材料化學(xué)成分相，同時(shí)，針狀莫來(lái)石材料耐火度高于棱柱狀莫來(lái)石材料。高嶺石快速加熱至1400℃以上，形成針狀莫來(lái)石。否則，慢速加熱至較低溫度就形成棱柱狀莫來(lái)石。還有報(bào)道管狀形態(tài)和球形的莫來(lái)石，前者推測(cè)是由于硅氧和鋁氧四面體尺寸不協(xié)調(diào)產(chǎn)生張力引起管狀形態(tài)，后者即所謂含氮莫來(lái)石。莫來(lái)石熱膨脹各向異性的特點(diǎn)使其具有良好的熱穩(wěn)定性，高級(jí)莫來(lái)石材料作供料機(jī)配件時(shí)，可以不用預(yù)熱直接更換到正在運(yùn)轉(zhuǎn)的供料機(jī)上。
