Mullitin özellikleri nelerdir? Alüminyum silisyum silisyum karbür refrakter malzemelerde nasıl kullanılır?
Mullit, yüksek sıcaklıklarda alüminosilikatlardan oluşan bir mineraldir. Alüminosilikatların yapay olarak ısıtılmasıyla oluşur ve sıklıkla yüksek sıcaklıkta refrakter malzemeler üretmek için kullanılır. Kimyasal formülü 3Al2O3·2SiO2'dir. Teorik olarak saf müllitteki Al2O3 içeriği yaklaşık %71,8'dir. Normal basınç altında Al2O3-SiO2 ikili faz diyagramında stabil olarak bulunabilen tek bileşiktir. Mullitin kristal yapısı ortorombik bir kristal sistemidir. Ortalama yapı, C eksenine paralel bir zincire bağlanan oktahedral ortak kenarlardan oluşur. Birim birim hücrenin projeksiyon düzleminin dört köşesinde ve merkezinde bulunur. Her birim hücrenin Z= noktasında 1/2'deki oktahedral zincir [SiO4] ve [AlO4] tetrahedronlarına bağlanır ve tetrahedronlar c eksenine paralel bir çift zincir oluşturur.
Mullit, c ekseni boyunca uzanan iğne benzeri veya sütunlu kristallerin zincir benzeri bir düzenlemesidir. Bu iğne benzeri veya sütunlu kristaller birbirleriyle kesişerek geçmeli ve sağlam bir ağ yapısı oluşturur. Bu özellik mullites ürünlerine nispeten mükemmel performans sağlar. Şu özelliklere sahiptir: sertliği yüksektir, yaklaşık 6,7'dir (Mohs sertliği), erime noktası 1870 dereceye ulaşabilir, termal iletkenliği 13,8KJ/m·h·K'dir ve doğrusal genleşmesi küçüktür, örneğin: 20~1000 derece Müllitlerin doğrusal genleşme oranı 5,3×10-6/K'dir ve elastik modül düşüktür, 160-200Gpa arasındadır, bu da Al2O3 ve SiC'nin yaklaşık yarısı kadardır.
Mullit, yüksek refrakterlik, iyi termal şok stabilitesi ve sürünme direnci, yüksek yük yumuşama sıcaklığı, iyi hacim stabilitesi ve korozyon direnci gibi mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Diğer bir özelliği ise yüksek sıcaklık mukavemeti ve kırılma özelliklerinin sıcaklığın artmasıyla artması ve azalmamasıdır. Örneğin 1300 derecelik yüksek sıcaklıktaki mukavemeti, oda sıcaklığındaki mukavemetinin 1,7 katıdır. Sıcaklık 1800 derecenin üzerine çıktığında müllit içerisinde eser miktarda sıvı faz oluşmaya başlar. Sıcaklık 1850 dereceye ulaştığında müllit tamamen erir. Bu nedenle müllit, çimento, cam, seramik, metalurji, kimya, elektrik, milli savunma ve gaz gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmakta ve kullanım koşullarını karşılayan gelişmiş bir refrakter malzeme haline gelmektedir.
Alüminyum silisyum silisyum karbür refrakter malzemelerde, sütunlu ve iğne şeklindeki müllit kristalleri, kademeli bir ağ yapısı oluşturacak şekilde birbirine serpiştirilir. Bu ağ yapısı çevredeki parçacıklarla sıkı bir kombinasyon oluşturabilir, böylece refrakter malzemenin mukavemeti nispeten yüksek olur. Müllitin varlığı, malzemenin termal şok stabilitesini ve yük yumuşama sıcaklığını iyileştirerek alüminyum silisyum karbür refrakter malzemenin daha yüksek sıcaklıklara ve sık değişime sahip yerlerde kullanılmasına olanak tanır.
