Mullitu je křemičitan hlinitý .
Mullite popsali v roce 1924 NL Bowen a JW Greig; ve stejném roce mu společně s EG Zeis dali jméno, které připomíná ostrov Mull, kde byl poprvé pozorován.
Tato krystalická pevná látka byl původně identifikován jako stechiometrické sloučeniny hliníku (III) oxid a křemík (IV) oxid, jehož složení je 3Al 2 O 3 , 2SiO 2 nebo hmotnosti, 72% oxidu hliníku a 28% oxidu křemičitého .
Rodina | Subnesosilikát (podskupina neosilikátů ) |
Důležitost
|
|
Složení vzorec | Bez konstantní chemické složení, obvykle 3Al 2 O 3 , 2SiO 2 |
Tvar krystalu | Obvykle protáhlý, jehlicovitý |
Krystalový systém | Ortorombický |
Mohsova tvrdost | 6 - 7.5 |
Mullit je v přírodě vzácný, jeho nejdůležitějším přírodním ložiskem je ostrov Mull, kde byl vytvořen za výjimečných podmínek, velmi podobných těm, které jsou vyžadovány pro výrobu umělého mullitu : vysoké teploty a relativně vysoké tlaky.
Jak je uvedeno výše, tato výroba vyžaduje vysoké teploty a relativně nízké tlaky .
Tyto hydratované křemičitany z hliníku , umělé směsi oxidu hlinitého a oxidu křemičitého, atd., Jsou převedeny na mulitové vypalováním při vysoké teplotě.
Tyto přírodní bezvodé hlinitokřemičitany , sillimanit ( kosočtverečná ), andaluzitem (kosočtverečné) a kyanit ( triklinický ), které mají chemický obecný vzorec Al 2 SiO 5 , transformace při vysoké teplotě do mullitu, s uvolňováním oxidu křemičitého , v závislosti na reakční ireverzibilní ( nevratná transformace, mullit je stabilní za všech teplot):
Tyto kelímky z Hesse , známý pro svou vysokou odolnost proti vysoce reaktivních látek a vysokých teplot byly získány zahříváním při vysoké teplotě kaolinithique jílu. Nalezené kelímky z pozdního středověku obsahují mullit, o kterém se předpokládá, že je zdrojem jeho výjimečných vlastností.
Mullit má stejnou strukturu jako sillimanit a lze jej považovat za výsledek nahrazení řady atomů křemíku Si atomy hliníku Al. IR spektra umožňují identifikaci substituce atomů If atomy Al, přičemž tato náhrada se provádí „ statisticky “ ". Dobře organizovaný sillimanit dává jemné pruhy, které jsou v případě mullitu s narušenou strukturou nahrazeny velmi rozptýlenými pruhy.
Jehlicovitý morfologie krystalů (podlouhlé, jehličkovité nebo tyčová) se vysvětluje strukturou mullitu tvořeného řetězci AIO 6 octahedra a SiO 4 a AlO 4 čtyřstěn paralelní se směrem elongace.
Mullit mohou ukazují významné odchylky od stechiometrie , je jeho složení značně liší mezi 3Al 2 O 3 , 2SiO 2 (3: 2 mullitu) a 2AL 2 O 3 , SiO 2 (2: 1 mullitu), ve skutečnosti se jedná o tuhý roztok z složení Al 2 [Al 2 + 2x Si 2-2x ] O 10-x s 0,17 ≤ x ≤ 0,5, přičemž různé stechiometrie se získají substitucí atomů Si atomy Al v čtyřstěnných místech .
Mullit je nejdůležitější fází fázového diagramu SiO 2 - Al 2 O 3 . Vysokoteplotní spalování směsí oxidu hlinitého a oxidu křemičitého za atmosférického tlaku vede k tvorbě mullitu. Transformace je nevratná, mullit je stabilní za všech teplot: je proto velmi rozšířený v umělých výrobcích („ sillimanitic refractories “). V přírodních horninách, které se vytvořily pod vysokým tlakem, je však vzácné.
V diagramu je mullit z určeného složení 3Al 2 O 3 , 2SiO 2 se zobrazí v podobě mezifázi na vodorovné základně 72% (hmotnostních) z Al 2 O 3 . Tento mullit, označovaný pod názvem „ chemicky definovaná sloučenina mullitu “ ( mullit ccd ), je s oxidem křemičitým SiO 2 složkou pevné látky ( slitina s keramikou ) získané na levé straně diagramu (0 až 72% ve hmotě oxidu hlinitého). V pravé části diagramu charakterizuje malá šikmá čára v horní části diagramu (část solidu mezi 1850 a 1840 ° C a mezi 72 a přibližně 74% Al 2 O 3 ) zónu existence pevné látky zvané pevný roztok . Toto pevné řešení, proměnlivého složení , označené pod názvem „ pevný mullitový roztok “ ( mullite ss ), je přechodnou fází pravé části diagramu; je to s oxidem hlinitým Al 2 O 3 složka keramických slitin získaných v této části diagramu.