Campos de aplicación y características de los composites a base de mullita
La mullita es un compuesto de solución sólida binaria compuesto de alúmina y óxido de silicio. Es el compuesto más estable en el diagrama de fase binaria Al2O3-SiO2. Hay muy pocos minerales naturales. En la actualidad, las materias primas que contienen aluminio y silicio se sintetizan principalmente a alta temperatura.
La mullita tiene muchas propiedades físicas excelentes, como alta tenacidad a la fractura, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidación, resistencia al choque térmico, resistencia a la fluencia, baja conductividad térmica, fuerte aislamiento eléctrico y bajo coeficiente dieléctrico. Además, la mullita también tiene una alta estabilidad química y tiene buena resistencia a la corrosión en fundentes alcalinos y carbonatados. Por lo tanto, la mullita se puede utilizar en una variedad de materiales compuestos y se ha investigado y aplicado ampliamente en los campos de la industria química, la energía, el medio ambiente, etc.
1. Material de revestimiento
Debido a su excelente estabilidad y bajo coeficiente de expansión térmica, la mullita se usa a menudo en materiales de revestimiento para aumentar la resistencia al choque térmico y la resistencia a la oxidación del material. Debido a que la mullita tiene buena resistencia al calor ya la corrosión, el uso de mullita en recubrimientos también puede mejorar la resistencia a la corrosión a alta temperatura del material.
2. Materiales poliméricos
Agregar mullita a los materiales poliméricos puede mejorar significativamente las propiedades de los materiales. Feng et al. bigotes de mullita acicular distribuidos uniformemente en resina epoxi para preparar material compuesto de resina epoxi de bigotes de mullita, que puede aumentar la resistencia a la flexión de la resina epoxi de 4.2MPa a 47.6MPa, y la tasa de desgaste también se reduce significativamente. Además, la adición de mullita también puede mejorar las características de vulcanización y la resiliencia del SBR.
3. Materiales de almacenamiento térmico
Los materiales de cambio de fase/materiales de almacenamiento de energía compuestos de matriz cerámica se han convertido en una de las direcciones de investigación importantes de los materiales de almacenamiento de energía térmica. El material cerámico poroso a base de mullita es un buen material de matriz de almacenamiento de calor y energía debido a su gran capacidad de calor, buena resistencia al choque térmico y alta porosidad.
Las cerámicas compuestas de cordierita-mullita son uno de los materiales de almacenamiento térmico más prometedores para los sistemas de energía solar térmica de próxima generación. Wu et al. preparó una serie de materiales cerámicos compuestos de cordierita-mullita utilizando diferentes materias primas de aluminio y silicio, que pueden usarse como matriz de materiales de almacenamiento térmico.
4. Material transmisor de ondas
Los materiales cerámicos de transmisión de ondas a base de mullita tienen una excelente resistencia al choque térmico, propiedades mecánicas a alta temperatura, estabilidad química y excelentes propiedades de transmisión de ondas en el infrarrojo medio, y pueden usarse como materiales especiales para ventanas ópticas de alta temperatura, como radomos y antenas. Ventanas para aviones de alta velocidad. Esperar. Su transmisión de onda se ve afectada principalmente por su microestructura, como las impurezas, los límites de grano, los poros, las microfisuras y la rugosidad de la superficie. El proceso de preparación incluye prensado isostático en caliente, sinterizado al vacío, sinterizado por microondas y sinterizado por chispa de plasma.
El material de fosfato de cromo y aluminio también es un material ideal para la transmisión de ondas, pero sus propiedades mecánicas son deficientes y su compuesto con mullita puede mejorar sus propiedades mecánicas y su resistencia al choque térmico. Zhou Pingsen et al. utilizó tecnología de cerámica compuesta multifásica para preparar cerámicas de transmisión de ondas de alta temperatura de fosfato de aluminio y cromo reforzado con mullita. Los resultados muestran que con el aumento del contenido de mullita, se mejoran la resistencia al choque térmico y las propiedades mecánicas de las cerámicas multifásicas. .
5. Materiales de aislamiento térmico
El material poroso a base de fibra de mullita tiene las ventajas de baja densidad, baja conductividad térmica y cierta resistencia, y es un material de aislamiento térmico ideal. Entre ellos, la fibra de mullita tiene principalmente dos tipos de método de introducción externa y método de síntesis in situ.
6. Material de membrana cerámica
Como un nuevo tipo de medio de separación, la membrana cerámica tiene las ventajas de resistencia a alta temperatura y alta presión, resistencia a la corrosión, alta eficiencia de separación, fácil limpieza y regeneración, etc. Es ampliamente utilizada en ingeniería ambiental, alimentos, medicina, biotecnología y otros. procesos de separación. Debido a su estructura fibrosa única, la mullita se usa a menudo para preparar materiales cerámicos para membranas de separación.