Mulliit on kõrge kvaliteediga tulekindel materjal. See avastati ja nimetati esmakordselt Šotimaal Moore'i saarel. Alumiiniumi ja räni koostis on vahemik, mis võib normaalsel temperatuuril ja rõhul stabiilselt eksisteerida. Looduslik mulliit on suhteliselt haruldane ja seda valmistatakse tavaliselt alumiinium-räni ühendite kuumtöötlemisel. Selle mikrostruktuur on sammas- või graanulikujuline. Selle kõrge tulekindluse tõttu kasutatakse seda tavaliselt kõrge temperatuuriga tulekindlates materjalides. Lisaks kõrge temperatuurikindluse, kõrge tugevuse ja madala soojusjuhtivuse eelistele on sellel ka suurepärane soojusšoki stabiilsus, väike kõrge temperatuuri roomeväärtus ja hea keemilise korrosioonikindlus.
Mulliidi tooraine valmistamiseks on peamiselt järgmised 5 meetodit
(1) Tahkefaasilise reaktsiooniga paagutamise meetod
Valmistamismeetod tahkefaasilise reaktsiooniga paagutamise meetodil on praeguseks muutunud täiuslikuks ja selle võib jagada järgmisteks tüüpideks: mehaaniline aktiveerimine, sobivate paagutamise abivahendite lisamine ja teatud koguse mulliidi seemnekristallide lisamine. Levinuim meetod on ettevalmistamiseks sobiva paagutamise abivahendi lisamine.
Du Jing et al. kasutas toorainena kõrge puhtusastmega kaoliini ja 1000 kraadi juures kergelt põletatud tööstuslikku alumiiniumoksiidi ning lisas lisandina osa ZnO-st, talkist ja tsirkoonliivast, et sünteesida odavat kõrge puhtusastmega mulliiti. Selle suhteline sisaldus on 97 protsenti ja puistetihedus on 2,89 g/cm3.
(2) Hüdrolüüsi sadestamise meetod
Hüdrolüütilise sadestamise meetod viitab sademe moodustamisele lahuses, lisades sadestusainet ja seejärel pärast kuumtöötlust nõuetele vastava pulbri moodustamist. Hüdrolüüsi sadestamise meetodit saab jagada kahte tüüpi: kaassadestamise meetod ja ühefaasiline sadestamise meetod.
(3) Hüdrotermilise kristallimise meetod
Hüdrotermilise kristallimise meetodis kasutatakse peamiselt lahustumis-ümberkristallimise põhimõtet. Tooraine lahustatakse esmalt hüdrotermilises keskkonnas ja seejärel viiakse lahuses olevad ioonid või molekulaarklastrid konvektsiooni teel idukristallidega kasvutsooni ja kristallid sadestuvad pärast lahustuvuse küllastumist. Hüdrotermilise kristallimise meetodil valmistatud pulbril on suurem osakeste puhtus ja parem dispergeeritavus ning sünteesitud pulber ei pea üldjuhul läbima kõrge temperatuuri kuumtöötlust.
Xue Rujun ja teised kasutasid toormaterjalina kivisöe seeria kaoliini ülipeene mulliidipulbri sünteesimiseks hüdrotermilise kristallimise meetodil ning uurisid kuumtöötluse temperatuuri, hüdrotermilise kristallimise temperatuuri, tahke ja vedeliku suhte, leelise kontsentratsiooni ja aja mõju mulliidile. Kivisünteesi mõju ja selle osakeste suurus.
(4) Sol-geel meetod
Sool-geel meetod valmistab kolmemõõtmelise võrkstruktuuriga geeli, segades ühtlaselt anorgaanilisi aineid või metalli alkoksiide kui lähtematerjale, pärast hüdrolüüsi ja kondenseerumise keemilist reaktsiooni ning seejärel kolloidosakeste polümeriseerimist. Seejärel pange see kuivatamiseks püsiva temperatuuriga kuivatuskasti. Pärast kuumtöötlust orgaanilised komponendid oksüdeeritakse ja lenduvad ning lõpuks saadakse anorgaaniline mittemetalliline materjal. Üldiselt võib mulliitgeeli vastavalt geeli eelkäija segunemisastmele jagada ühefaasiliseks mulliitgeeliks (SiO2 ja Al2O3 segatakse molekulaarsel tasemel) ja kahefaasiliseks mulliitgeeliks (SiO2 ja Al2O3 segatakse nanomeetril Mulliitgeeli prekursori segunemisaste mõjutab otsustavalt mulliidi faasisiirde ja moodustumise temperatuuri.
Kahefaasilise geelmulliidi moodustamise protsess viiakse tavaliselt läbi kahel viisil:
1. Mulliit tekib amorfse SiO2 ja siirdeoleku Al2O3 reaktsioonil;
2. Geel hakkab moodustama Al-Si spinelli faasi umbes 1000 kraadi juures ja seejärel reageerib amorfse SiO2-ga, moodustades mulliidi 1200 kraadi juures.
Zhao Huizhong ja teised kasutasid nanotaseme mulliidi lähteainelahuse valmistamiseks peamise toorainena TEOS-i ja analüütiliselt puhast alumiiniumisopropoksiidi (ALP) ning valmistasid lõpuks osakese suurusega 30-50nm, mille eripindala oli 30-50nm. 95.81-138.91m2/g mulliitmaterjal.
(5) Gaas-tahke reaktsioonimeetod
Gaas-tahke reaktsioonimeetod viitab mitmefaasilisele reaktsiooniprotsessile, kus gaasifaas ja tahke faas osalevad reaktsioonis reaktsioonisüsteemis üheaegselt. Katalüsaatori olemasolu või puudumise järgi võib selle jagada gaasi-tahke faasi katalüütiliseks reaktsiooniprotsessiks ja gaasi-tahke faasi mittekatalüütiliseks reaktsiooniprotsessiks. Xu Xiaohong ja teised kasutasid peamiste toorainetena kaoliini peenpulbrit ja tööstuslikku Al(OH)3 peenpulbrit ning katalüsaatoritena AlF3 ja V2O5 ning valmistasid mulliidist vurrud gaasi-tahke reaktsiooniga katalüüsitud protsessiga.
