زمینه های کاربردی و ویژگی های کامپوزیت های مبتنی بر مولایت
مولایت یک ترکیب محلول جامد دوتایی است که از آلومینا و اکسید سیلیکون تشکیل شده است. این پایدارترین ترکیب در نمودار فاز باینری Al2O3-SiO2 است. مواد معدنی طبیعی بسیار کمی وجود دارد. در حال حاضر، مواد خام حاوی آلومینیوم و حاوی سیلیکون بیشتر در دمای بالا سنتز می شوند.
مولایت خواص فیزیکی بسیار خوبی دارد، مانند چقرمگی شکست بالا، مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر شوک حرارتی، مقاومت در برابر خزش، هدایت حرارتی کم، عایق الکتریکی قوی و ضریب دی الکتریک پایین. علاوه بر این، مولایت همچنین دارای پایداری شیمیایی بالایی است و مقاومت در برابر خوردگی خوبی در شارهای قلیایی و شارهای کربناته دارد. بنابراین، مولایت را می توان در انواع مواد کامپوزیتی مورد استفاده قرار داد و به طور گسترده در زمینه های صنایع شیمیایی، انرژی، محیط زیست و غیره مورد تحقیق و استفاده قرار گرفته است.
1. مواد پوشش
به دلیل پایداری عالی و ضریب انبساط حرارتی پایین، مولایت اغلب در پوشش مواد برای افزایش مقاومت شوک حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون مواد استفاده می شود. از آنجایی که مولایت مقاومت خوبی در برابر حرارت و خوردگی دارد، استفاده از مولایت در پوشش‌ها نیز می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا را افزایش دهد.
2. مواد پلیمری
افزودن مولایت به مواد پلیمری می تواند به طور قابل توجهی خواص مواد را بهبود بخشد. فنگ و همکاران سبیل های مولایت سوزنی شکل به طور یکنواخت در رزین اپوکسی برای تهیه مواد کامپوزیت رزین اپوکسی مولایت ویسکر، که می تواند استحکام خمشی رزین اپوکسی را از 4.2 مگا پاسکال به 47.6 مگا پاسکال افزایش دهد، و نرخ سایش نیز کاهش قابل توجهی دارد. علاوه بر این، افزودن مولایت همچنین می تواند ویژگی های ولکانیزاسیون و انعطاف پذیری SBR را بهبود بخشد.
3. مواد ذخیره سازی حرارتی
مواد ذخیره‌سازی انرژی ترکیبی مواد تغییر فاز/ماتریس سرامیکی به یکی از جهت‌های تحقیقاتی مهم مواد ذخیره‌سازی انرژی حرارتی تبدیل شده‌اند. مواد سرامیکی متخلخل مبتنی بر مولایت به دلیل ظرفیت گرمایی زیاد، مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب و تخلخل بالا، یک ماده ماتریس ذخیره گرما و ذخیره انرژی خوب است.
سرامیک های کامپوزیت کوردیریت-مولایت یکی از امیدوارکننده ترین مواد ذخیره سازی حرارتی برای نسل بعدی سیستم های انرژی حرارتی خورشیدی هستند. وو و همکاران مجموعه ای از مواد سرامیکی کامپوزیت کوردیریت-مولایت با استفاده از مواد اولیه آلومینیومی و سیلیکونی مختلف تهیه کرد که می تواند به عنوان ماتریس مواد ذخیره سازی حرارتی استفاده شود.
4. مواد انتقال دهنده موج
مواد سرامیکی انتقال دهنده موج مبتنی بر مولایت دارای مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی، خواص مکانیکی در دمای بالا، پایداری شیمیایی و خواص عالی انتقال امواج مادون قرمز متوسط هستند و می‌توانند به عنوان مواد ویژه پنجره نوری با دمای بالا مانند رادوم و آنتن استفاده شوند. پنجره برای هواپیماهای پرسرعت صبر کن. انتقال موج آن عمدتاً تحت تأثیر ریزساختار آن مانند ناخالصی ها، مرز دانه ها، منافذ، ریزترک ها و زبری سطح است. فرآیند آماده سازی شامل پرس ایزواستاتیک داغ، تف جوشی در خلاء، تف جوشی در مایکروویو و زینترینگ پلاسمای جرقه ای است.
ماده فسفات کروم-آلومینیوم نیز یک ماده ایده آل برای انتقال موج است، اما خواص مکانیکی آن ضعیف است و کامپوزیت آن با مولایت می تواند خواص مکانیکی و مقاومت در برابر شوک حرارتی آن را بهبود بخشد. ژو پینگسن و همکاران از فناوری کامپوزیت سرامیکی چند فازی برای تهیه سرامیک های انتقال موج با دمای بالا با کروم آلومینیوم فسفات تقویت شده مولایت استفاده کرد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش محتوای مولایت، مقاومت شوک حرارتی و خواص مکانیکی سرامیک‌های چند فازی بهبود می‌یابد. .
5. مواد عایق حرارتی
مواد متخلخل مبتنی بر فیبر مولایت دارای مزایای چگالی کم، هدایت حرارتی کم و استحکام خاص است و یک ماده عایق حرارتی ایده آل است. در میان آنها، فیبر مولایت عمدتاً دارای دو نوع روش معرفی خارجی و روش سنتز درجا است.
6. مواد غشایی سرامیکی
به عنوان یک نوع جدید از محیط جداسازی، غشای سرامیکی دارای مزایای مقاومت در برابر دما و فشار بالا، مقاومت در برابر خوردگی، راندمان جداسازی بالا، تمیز کردن و بازسازی آسان و غیره است. فرآیندهای جداسازی به دلیل ساختار فیبری منحصر به فرد، مولایت اغلب برای تهیه مواد غشای جداسازی سرامیکی استفاده می شود.