莫來石的應用領域都有哪些？

莫來石的主要成分是氧化鋁和氧化硅，是鋁硅酸鹽的礦物統(tǒng)稱，它是由鋁硅酸鹽經(jīng)過高溫條件形成的一種礦物，人工加熱鋁硅酸鹽時也會形成莫來石。近年來我國不斷加大煤炭資源的清潔利用，電廠發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰中也含有莫來石相，其中準格爾電廠煤粉爐粉煤灰中莫來石含量在40%左右。莫來石的化學組成為3Al2O3·2SiO2-2Al2O3·SiO2，從相圖角度分析，在二元相圖系統(tǒng)中，莫來石為唯一穩(wěn)定的結(jié)晶鋁硅酸鹽。它的晶體結(jié)構是由硅氧四面體和鋁氧四面體沿C軸無序排列組成雙鏈，雙鏈間由鋁氧八面體連接而成，其結(jié)構中鋁氧八面體在整個結(jié)構中起到了骨架支撐作用，非公度調(diào)幅的2種有序化方式又使其具有穩(wěn)定的能量，因而莫來石具有非常好的化學穩(wěn)定性。同時它兼具有良好的耐火度高、電絕緣性強等性質(zhì)、抗化學侵蝕、抗震性好、荷重軟化溫度高、抗蠕變，現(xiàn)被廣泛使用在冶金、化工、石油、電力、國防等諸多工業(yè)領域。 

1、莫來石在耐火材料領域的應用 

近年來，莫來石耐火材料發(fā)展非常迅速，隨著工業(yè)技術的不斷進步提高，莫來石新材料不僅滿足了石油、化工等高溫行業(yè)迅速增長的需求，同時也滿足了高溫行業(yè)技術不斷進步的新要求。現(xiàn)在工業(yè)使用的耐火材料可由氧化硅、氧化鈣、氧化鋁等氧化物制備而成。莫來石作為一種高性能的耐火材料，它具有： 

(1)高熔點; 

(2)膨脹均勻; 

(3)熱震穩(wěn)定性極好; 

(4)荷重軟化點高; 

(5)高溫蠕變值小; 

(6)硬度大; 

(7)抗化學腐蝕性好等優(yōu)點。 

莫來石制備的耐火新材料，目前廣泛應用于馬弗爐、煅燒爐、鍋爐、回轉(zhuǎn)窯等高溫設備中。由莫來石制備耐高溫設備，不僅僅耐高溫，而且使用壽命長、耐腐蝕。莫來石與其他優(yōu)質(zhì)的材料進行優(yōu)勢互補，復合合成更加優(yōu)良性能的耐火材料。如采用堇青石-莫來石復合合成陶瓷窯具材料，制備的材料具有熱膨脹系數(shù)小、抗熱震性優(yōu)異、耐火度高、高溫穩(wěn)定性好。因此，目前國內(nèi)外高檔陶瓷窯具普遍使用堇青石莫來石復合材料。 

總之，莫來石耐火材料越來越受到人們重視，相信會出現(xiàn)更多性能優(yōu)良的莫來石耐火材料。 

2、莫來石在電學領域的應用 

現(xiàn)代計算機系統(tǒng)是由超高性能的集成電路構成，這使得低介電常數(shù)的陶瓷基片受到人們廣泛地研究。低介電常數(shù)的陶瓷基片具有3個特點： 

(1)能與某些金屬燒結(jié)在一起; 

(2)能承擔高的線路密度; 

(3)具有較低的膨脹系數(shù)且與硅的熱膨脹系數(shù)匹配。 

莫來石在電性能領域的應用就體現(xiàn)在其作為一種優(yōu)秀的基片材料，它具有很低的介電常數(shù)，能承擔高的線路密度。因此，莫來石陶瓷和莫來石質(zhì)玻璃-陶瓷復合材料被用作高性能集成電路的優(yōu)良功能材料。 

靳正國等人，進行了莫來石陶瓷在電學領域的應用研究，隨著莫來石含量的不同，介電性能和介質(zhì)損耗也產(chǎn)生變化，復合材料中當莫來石含量w=70%~90%時，介電常數(shù)變化于6.0~7.0。新型莫來石陶瓷基板材料具有低介電常數(shù)、低熱膨脹系數(shù)、良好的強度,適宜在高速集成電路微電子組裝中應用。 

王靜制備了碳納米管莫來石復合材料。在莫來石陶瓷材料良好性能的基礎上，通過加入碳納米管提高其強韌性，研究利用碳納米管的特殊電學特性改性后莫來石材料的導電性質(zhì)、力學、熱學等性能。研究結(jié)果顯示，材料的各種性能都取得了較大提高。其中導電性能提高10個數(shù)量級以上;電常數(shù)提高10~30倍，損耗提高3個數(shù)量級;斷裂韌性提高達80%。這種材料兼具力學型復相材料和電學型復相材料的優(yōu)點，在電子材料領域中有重大的應用前景。因此，新型莫來石陶瓷材料的研究具有十分重要的意義。 

3、莫來石在其他領域的應用 

莫來石作為一種很優(yōu)秀的化工材料，除了上述方面的應用研究，在其他方面也有很多的應用。如莫來石可以作為透氣性陶瓷元件。這種材料機械強度大，氣孔分布較均勻，透氣性好。此外，莫來石復合材料可以作為催化劑載體，其具有較好的化學穩(wěn)定性及耐熱性能，可以負載多種催化劑。制備的催化劑可用于石油裂解、汽車尾氣處理以及廢水處理等方面。莫來石陶瓷合金還可用于剎車片內(nèi)襯，這種材料以金屬合金作為基體，其他種類陶瓷作為分散介質(zhì)。由于該材料比聚合物制備的剎車材料具有較好的耐熱性和耐磨性，目前在飛機和高鐵系統(tǒng)以及汽車剎車片方面已經(jīng)廣泛使用。