莫來石陶瓷的主晶相是莫來石。莫來石陶瓷是SiO2-Al2O3(二氧化硅-氧化鋁)系陶瓷中最穩(wěn)定、最重要的二元陶瓷,其組分中的氧化鋁含量在71%-78%之間波動。莫來石陶瓷包括普通莫來石陶瓷、高純莫來石陶瓷兩大類。
普通莫來石陶瓷制備以鋁硅酸鹽礦物為原料經(jīng)燒結(jié)得到。由于原料純度低,普通莫來石陶瓷雜質(zhì)含量高,力學(xué)性能、熱學(xué)性能較差,通常用作一般耐火材料。近年來,莫來石陶瓷正在向高純、高致密、超高溫度方向發(fā)展,高純莫來石陶瓷成為技術(shù)趨勢。
高純莫來石陶瓷可用作耐火材料,用于高溫窯爐建造領(lǐng)域,用來生產(chǎn)窯爐用各種內(nèi)襯,也可用于冶金領(lǐng)域,用來制造金屬熔融坩堝;可用作高溫結(jié)構(gòu)材料,用于發(fā)動機制造領(lǐng)域,用來生產(chǎn)航空發(fā)動機排氣管、汽車發(fā)動機缸蓋;可用作高溫防護材料,用來制造高溫防護管、熱電偶保護管。
高純莫來石陶瓷為斜方晶系,光線雙折射小,吸光性能高,具有一定透明度,可用作紅外透過光學(xué)材料,能夠應(yīng)用在高溫環(huán)境中;除此之外,莫來石陶瓷還可用作電子封裝材料,滿足半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對陶瓷封裝基板性能要求不斷提高的需求,能夠縮短信號傳遞時間、提高信號傳遞速度。
高純莫來石陶瓷制備工藝主要包括溶膠凝膠法、微波合成法、共沉淀法、水熱法等,這些工藝各有優(yōu)缺點。例如,溶膠凝膠法反應(yīng)過程易于控制、產(chǎn)品純度高,但制備周期長、工業(yè)生產(chǎn)難度大;微波合成法可以在低溫條件下快速制備高純度陶瓷粉末,但規(guī)模化生產(chǎn)難度較大。
新思界
行業(yè)分析人士表示,我國高純莫來石陶瓷相關(guān)制備工藝、材料性能、應(yīng)用研究機構(gòu)主要有河海大學(xué)、河北邯鄲陶瓷研究院、景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院、鹽城工學(xué)院、南京化工大學(xué)、浙江大學(xué)等。高純莫來石陶瓷作為高性能高溫、耐火材料,下游適用范圍廣泛,在下游行業(yè)技術(shù)不斷升級背景下,高純莫來石陶瓷擁有良好市場發(fā)展空間。