Bidang aplikasi dan karakteristik komposit berbasis mullite

Mullite adalah senyawa solusi padat biner yang terdiri dari alumina dan silikon oksida. Ini adalah senyawa yang paling stabil dalam diagram fase biner Al2O3-SiO2. Ada sangat sedikit mineral alami. Saat ini, bahan baku yang mengandung aluminium dan silikon sebagian besar disintesis pada suhu tinggi.

Mullite memiliki banyak sifat fisik yang sangat baik, seperti ketangguhan patah yang tinggi, ketahanan suhu tinggi, ketahanan oksidasi, ketahanan kejut termal, ketahanan mulur, konduktivitas termal rendah, isolasi listrik yang kuat, dan koefisien dielektrik yang rendah. Selain itu, mullite juga memiliki stabilitas kimia yang tinggi, dan memiliki ketahanan korosi yang baik pada fluks alkali dan fluks berkarbonasi. Oleh karena itu, mullite dapat digunakan dalam berbagai material komposit, dan telah banyak diteliti dan diterapkan di bidang industri kimia, energi, lingkungan dan sebagainya.

1. Bahan pelapis

Karena stabilitas yang sangat baik dan koefisien ekspansi termal yang rendah, mullite sering digunakan dalam bahan pelapis untuk meningkatkan ketahanan kejut termal dan ketahanan oksidasi bahan. Karena mullite memiliki ketahanan panas dan korosi yang baik, penggunaan mullite dalam pelapis juga dapat meningkatkan ketahanan korosi suhu tinggi dari material.

2. Bahan polimer

Menambahkan mullite ke bahan polimer dapat secara signifikan meningkatkan sifat bahan. Feng dkk. kumis mullite acicular terdistribusi secara merata ke dalam resin epoksi untuk menyiapkan bahan komposit resin epoksi kumis mullite, yang dapat meningkatkan kekuatan lentur resin epoksi dari 4,2MPa menjadi 47,6MPa, dan tingkat keausan juga berkurang secara signifikan. Selain itu, penambahan mullite juga dapat meningkatkan karakteristik vulkanisasi dan ketahanan SBR.

3. Bahan penyimpanan termal

Material perubahan fasa/material penyimpan energi komposit matriks keramik telah menjadi salah satu arah penelitian penting dari material penyimpan energi termal. Bahan keramik berpori berbasis Mullite adalah bahan matriks penyimpan panas dan penyimpanan energi yang baik karena kapasitas panasnya yang besar, ketahanan goncangan termal yang baik, dan porositas yang tinggi.

Keramik komposit cordierite-mullite adalah salah satu bahan penyimpanan termal yang paling menjanjikan untuk sistem tenaga panas matahari generasi mendatang. Wu dkk. menyiapkan serangkaian bahan keramik komposit cordierite-mullite menggunakan bahan baku aluminium dan silikon yang berbeda, yang dapat digunakan sebagai matriks bahan penyimpanan termal.

4. Bahan pemancar gelombang

Bahan keramik pemancar gelombang berbasis Mullite memiliki ketahanan kejut termal yang sangat baik, sifat mekanik suhu tinggi, stabilitas kimia dan sifat pemancar gelombang inframerah tengah yang sangat baik, dan dapat digunakan sebagai bahan jendela optik suhu tinggi khusus, seperti radome dan antena jendela untuk pesawat berkecepatan tinggi. Tunggu. Transmisi gelombangnya terutama dipengaruhi oleh struktur mikronya, seperti pengotor, batas butir, pori-pori, retakan mikro, dan kekasaran permukaan. Proses preparasi meliputi hot isostatic pressing, vacuum sintering, microwave sintering dan spark plasma sintering.

Bahan kromium-aluminium fosfat juga merupakan bahan pemancar gelombang yang ideal, tetapi sifat mekaniknya buruk, dan kompositnya dengan mullite dapat meningkatkan sifat mekanik dan ketahanan goncangan termal. Zhou Pingsen dkk. menggunakan teknologi keramik komposit multifase untuk menyiapkan keramik pemancar gelombang suhu tinggi kromium aluminium fosfat yang diperkuat mullite. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan peningkatan kandungan mullite, ketahanan kejut termal dan sifat mekanik keramik multifase meningkat. .

5. Bahan isolasi termal

Bahan berpori berbasis serat Mullite memiliki keunggulan kepadatan rendah, konduktivitas termal rendah dan kekuatan tertentu, dan merupakan bahan isolasi termal yang ideal. Di antara mereka, serat mullite terutama memiliki dua jenis metode pengenalan eksternal dan metode sintesis in situ.

6. Bahan membran keramik

Sebagai jenis baru media pemisahan, membran keramik memiliki keunggulan suhu tinggi dan ketahanan tekanan tinggi, ketahanan korosi, efisiensi pemisahan yang tinggi, pembersihan dan regenerasi yang mudah, dll. Ini banyak digunakan dalam teknik lingkungan, makanan, obat-obatan, bioteknologi dan lainnya. proses pemisahan. Karena struktur berseratnya yang unik, mullite sering digunakan untuk menyiapkan bahan membran pemisahan keramik.