Andalusit (Al2O3 SiO2) ist ein natürliches Mineral mit geringer Wärmeleitfähigkeit, stabilem Volumen, hoher mechanischer Festigkeit, ausgezeichneter Kriechbeständigkeit und CO-Erosionsbeständigkeit. Es kann direkt verwendet werden, um feuerfeste Materialien ohne Kalzinierung herzustellen. Es wird in der Metallurgie- und Baustoffindustrie eingesetzt. Im Vergleich zu hochaluminiumgetuersten Rohstoffen wie Scorch-Edelstein, hohem Aluminiumoxid-Bauxit, gesinterten Mullit und braunem Korund verwandelt sich Andalusit in eine einzigartige Verbundstruktur bei hoher Temperatur: netzartiges Mullit mit Kapillarporen und gefüllter Kieselsäure-reicher Glasphase. Es hat eine ausgezeichnete Schlackenbeständigkeit und thermische Stoßfestigkeit. Studien haben gezeigt, dass die Mullit-Reaktion von Andalusit durch Faktoren wie chemische Zusammensetzung, Temperatur und Partikelgröße beeinflusst wird, die weitgehend die Leistung von Andalusitprodukten bestimmt. Dieser Artikel beschreibt die Zusammensetzung und Struktur von Andalusit, die Veränderungen während der Erwärmung und typische Anwendungen.
Zusammensetzung und Struktur von Andalusit
Andalusit ist in der Regel säulenare Kristalle mit einem Querschnitt in der Nähe eines Quadrats. Der Gehalt an Andalusatphase beträgt in der Regel 90% bis 95%, und die Verunreinigungskomponenten sind in der Kristallausrichtung angeordnet und auf dem Querschnitt kreuzförmig. Es wird Hohlspat genannt, in der Regel kohlenstoffhaltige, Eisenoxid, Glimmer (Sericit und schwarze Glimmer), Ilmenit und Quarz, einige Verunreinigungen erscheinen auch im Kristallgitter von Andalusit. Weltweit ist Andalusit reich an Reserven, die hauptproduzierenden Gebiete sind Südafrika und Frankreich, und der Inhalt beträgt in der Regel 8% bis 25% (w). Die Partikelgröße des handelsüblichen andalusitischen Anteils reicht von 2 bis 8 mm, und der Gehalt an Al2O3 liegt zwischen 55% und 61% (w).
Die Kristallstruktur von Andalusit gehört zum orthorhomben System, a=0,778nm, b=0,792nm, c=0,557nm, z=4. Al-O-Oktaeder sind in einer gemeinsamen Randweise verbunden und in einer Kette entlang der c-Achsenrichtung verbunden. Die Ketten sind mit Al und Si-O Tetraeder mit einer Koordinationsnummer von 5 verbunden. Das Anion hat zwei Koordinationssituationen: eine ist die Teilnahme am Si-O-Tetraeder, das mit 1 Si und 2 Al verbunden ist; die andere ist, nicht am Si-O-Tetraeder teilzunehmen, und verbindet sich nur mit 3 Al. Andalusitkristalle sind rhombohedrale Säulen, die mit der Verlängerungsrichtung der Al-O-Oktaederkette übereinstimmen. Der Al3+ im Al-O-Oktaeder wird durch Fe3+ ersetzt und rot, wird durch Mn3+ ersetzt und grün.
2. Heizungswechsel von Andalusit
Andalusolat hat offensichtliche Anisotropie. M.Ghassemi et al. nahmen Proben in verschiedenen kristallinen Richtungen von Andalusit (siehe Abbildung 1) und maßen und verglichen ihr Expansionsverhalten unter 900°C. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Probe nicht in der Phase geändert und befand sich noch in der Andalusatphase. Die Ergebnisse sind wie folgt Abbildung 2 zeigt: der Wärmeausdehnungskoeffizient in A-Achsen-Richtung ist der größte, und die wärmende Ausdehnung in C-Achsen-Richtung ist die kleinste.
