莫來石晶須具有優異的高溫穩定性,是一種很有潛力的高溫耐火材料。莫來石具有良好的力學、熱學、電學和光學性能,廣泛應用于國防、工業和民用領域。那么莫來石晶須的合成工藝是什么?
莫來石晶須的合成工藝是什么?
莫來石晶須的合成方法可分為固相合成反應法、溶膠-凝膠法、液相法(如水熱法)和氣相合成法。根據常見的固相和液相合成工藝,合成莫來石,可分為燒結莫來石和電熔莫來石。
這種劃分主要由合成過程中的加熱溫度決定。燒結莫來石是指合成中更高溫度只達到莫來石的致密化溫度,而材料中沒有明顯的液相。熔融莫來石是指在制備過程中熱處理溫度超過原料熔點時,在熔體中成核長大形成莫來石相。
莫來石晶須的應用范圍?
1、高溫結構材料
莫來石晶須熔點高,高溫熱穩定性好。此外,它還具有優異的抗蠕變性、耐腐蝕性和低線膨脹系數,這使它成為一種良好的耐火材料。以莫來石為主的耐火材料多用于制作高溫爐的前爐,也可用作各種爐的內襯。在冶金工業中,莫來石耐火材料主要用于制造熱風爐磚和窯具磚。此外,由于莫來石具有良好的氣密性和耐腐蝕性,還可用于坩堝、熱電偶管、保護管等耐熱材料。
2、封裝材料
莫來石晶須因其較低的介電常數和熱膨脹系數而廣泛應用于電子封裝材料。與硅相比,莫來石的熱膨脹略高。
3、光學材料
莫來石晶須具有良好的化學穩定性、高溫強度、介電性能、抗熱震性和良好的中紅外透波性能。這些優異的特性使其在高溫光學窗口材料的應用中獨樹一幟,主要用于高機械應力、高化學侵蝕、高溫條件苛刻的惡劣環境中。在光學方面,除了紅外窗口材料的應用,激光晶體材料也是莫來石的應用。以莫來石為基質晶體,通過摻雜活化離子可以獲得性能優異的莫來石基發光材料。
莫來石晶須的優點
莫來石的合成原料在自然界中豐富而廉價,如高嶺土、鋁礬土、應時、粘土、硅線石等。莫來石具有良好的力學性能,隨著溫度的升高而增加,熱膨脹系數低,抗熱震性好,耐腐蝕性和抗蠕變性高。莫來石可以溶解大量的過渡金屬和外來原子。
莫來石晶須不僅用于高溫結構材料、電子封裝材料和光學材料,還可以與其他材料復合制備性能更好的復合材料。莫來石雖然具有許多優異的性能,但強度和斷裂韌性較低。