莫来石

莫来石是耐火材料中十分重要的矿物原料

前言概述

莫来石是在常压下AI2O3－SiO2系统中唯一稳定的二元化合物。莫来石分为天然莫来石和人工合成莫来石，在自然界中天然莫来石很罕见，一般采用人工合成。

1922年，H-Thomas在苏格兰的莫尔岛发现莫来石，1924年由美国矿物学家N-L-Bowen等人证实。

1981年国内《硅酸盐》刊物曾报道在我国河北武安县、河南林县发现有莫来石，但至今未见有工业价值的矿床。

莫来石

天然莫来石虽然很少见，但是在AI2O3－SiO2系耐火材料领域，莫来石则是常见的矿物，如在黏土质、高铝质耐火制品及其腐蚀带中，莫来石是常见的矿物，它主要是由黏土矿物高岭石反应生产，还可以利用高铝矾土和蓝晶石、红柱石、硅线石等高铝矿物于高温煅烧下生产。

莫来石

工业用莫来石一般采用人工合成的方法获得，采用的工艺途径有两种，烧结法合成和电熔法合成。

莫来石的化学成分

莫来石的化学式为AI2O3－SiO2，理论上纯净的莫来石中AI2O3含量约为71.8%。

莫来石分为3种类型：

α-莫来石，相当于纯3AI2O3.2SiO2，简称3：2型。

β-莫来石，固溶有过剩三氧化二铝，晶格略显膨胀，简称2：1型。

γ-莫来石，固溶有少量氧化钛和三氧化二铁。

莫来石晶体结构

莫来石矿物结构为斜方晶系，晶体呈长柱状、针状、链状排列，针状莫来石在制品中互相穿插构成坚固的骨架。但合成莫来石在某些条件变化时，影响或改变莫来石的结晶形态，这些条件如玻璃相量、烧成温度和保温时间、铝与硅比值等。

莫来石结晶形态与材料的热震稳定性有关，针状、柱状体有利于热震稳定性，而隐晶、微晶对热震稳定性不利。

合成莫来石要形成针状体，需要液相。无液相时，则不形成针状，因此在烧结过程中产生玻璃相多，合成莫来石形成针状，晶体易发育长大，否则莫来石结晶细小。加热过程影响莫来石晶体大小，反复加热将晶体长大。

合成烧结莫来石

电熔法合成莫来石，柱状晶体发育。相对而言，烧结法合成的莫来石则为细柱状、针状。

电熔莫来石

莫来石的性质

1、莫来石具有良好的高温力学、高温热学性能。因此，合成莫来石及其制品具有密度和纯度较高，高温结构强度高，高温蠕变率低，热膨胀率小，抗化学侵蚀性强，抗热震等优点。评价莫来石质量水平的关键指标是莫来石相组成和致密度。

2、莫来石的另一个特性就是它的高温强度和断裂初性会随温度的升高而提高，并不会有所降低。

因此，莫来石被广泛应用于水泥、玻璃、陶瓷、冶金、化学、电力、国防和燃气等工业，成为一种满足使用条件的高级耐火材料。