Millised on mulliidi omadused? Kuidas seda kasutatakse alumiiniumist räni ränikarbiidist tulekindlates materjalides?
Mulliit on kõrgel temperatuuril alumiiniumsilikaatidest moodustunud mineraal. See moodustub alumiiniumsilikaatide kunstlikul kuumutamisel ja seda kasutatakse sageli kõrge temperatuuriga tulekindlate materjalide tootmiseks. Selle keemiline valem on 3Al2O3·2SiO2. Teoreetiliselt on Al2O3 sisaldus puhtas mulliidis umbes 71,8%. Normaalrõhul on see ainus ühend, mis saab Al2O3-SiO2 binaarses faasidiagrammis stabiilselt eksisteerida. Mulliidi kristallstruktuur on ortorombiline kristallisüsteem. Keskmine struktuur koosneb oktaeedrilistest jagatud servadest, mis on ühendatud C-teljega paralleelseks ahelaks. See asub üksuse lahtri projektsioonitasandi neljas tipus ja keskel. Iga ühikelemendi Z= oktaeedrikahel 1/2 juures on ühendatud [SiO4] ja [AlO4] tetraeedritega ning tetraeedrid moodustavad c-teljega paralleelse topeltahela.
Mulliit on nõela- või sammaskujuliste kristallide ketitaoline paigutus, mis ulatub piki c-telge. Need nõela- või sammaskujulised kristallid lõikuvad üksteisega, moodustades põimitud ja kindla võrgustiku struktuuri. See funktsioon annab mullite toodetele suhteliselt suurepärase jõudluse. Sellel on järgmised omadused: selle kõvadus on kõrge, umbes 6,7 (Mohsi kõvadus), selle sulamistemperatuur võib ulatuda 1870 kraadini, selle soojusjuhtivus on 13,8 KJ/m·h·K ja selle joonpaisumine on väike, näiteks 20–1000 kraadi Mulliitide lineaarne paisumiskiirus on 5,3 × 10-6/K ja elastsusmoodul on madal, vahemikus 160-200Gpa, mis on umbes pool Al2O3 ja SiC omast.
Mulliidil on suurepärased füüsikalised ja keemilised omadused, nagu kõrge tulekindlus, hea termošoki stabiilsus ja roomamiskindlus, kõrge koormuse pehmenemistemperatuur, hea mahu stabiilsus ja korrosioonikindlus. Veel üks selle omadus on see, et selle tugevus ja purunemisomadused kõrgel temperatuuril suurenevad koos temperatuuri tõusuga ega vähene. Näiteks on selle tugevus kõrgel temperatuuril 1300 kraadi 1,7 korda suurem kui toatemperatuuril. Kui temperatuur tõuseb üle 1800 kraadi, hakkab mulliidi sees moodustuma vedeliku faasi jälgi. Kui temperatuur jõuab 1850 kraadini, sulab mulliit täielikult. Seetõttu kasutatakse mulliiti laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu tsement, klaas, keraamika, metallurgia, keemia, elektrienergia, riigikaitse ja gaas, muutudes täiustatud tulekindlaks materjaliks, mis vastab kasutustingimustele.
Alumiiniumist räni-ränikarbiidist tulekindlates materjalides on sammas- ja nõelakujulised mulliidikristallid üksteisega segatud, moodustades astmelise võrgustruktuuri. See võrgustruktuur võib moodustada ümbritsevate osakestega tiheda kombinatsiooni, muutes tulekindla materjali suhteliselt tugevaks. Mulliidi olemasolu võib parandada materjali termilise šoki stabiilsust ja koormuse pehmenemistemperatuuri, võimaldades alumiiniumist ränikarbiidist tulekindlat materjali kasutada kohtades, kus on kõrgem temperatuur ja sagedased muutused.
