Andalusit (Al2O3 · SiO2) je přírodní minerál s nízkou tepelnou vodivostí, stabilním objemem, vysokou mechanickou pevností, vynikající odolností proti tečení a odolností proti erozi CO. Může být přímo použit k výrobě žáruvzdorných materiálů bez kalcinace. Používá se v metalurgii a průmyslu stavebních materiálů. Ve srovnání s vysokohlinitými žáruvzdornými surovinami, jako je drahokam s popáleninami, bauxit s vysokým obsahem oxidu hlinitého, slinutý mullit a hnědý korund, se andalusit při vysoké teplotě mění na jedinečnou kompozitní strukturu: mullit připomínající síť s kapilárními póry a naplněnou skleněnou fází bohatou na oxid křemičitý. Má vynikající odolnost proti strusce a odolnost proti tepelným šokům. Studie ukázaly, že mullitová reakce andalusitu je ovlivněna faktory, jako je chemické složení, teplota a velikost částic, které do značné míry určují vlastnosti andalusitových produktů. Tento článek popisuje složení a strukturu andalusitu, změny při zahřívání a typické aplikace.
Složení a struktura andalusitu
Andalusit jsou obvykle sloupcové krystaly s průřezem blízkým čtverci. Obsah andalusitové fáze je obecně 90% až 95% a nečistotní složky jsou uspořádány v orientaci krystalů a mají na příčném řezu tvar. Říká se tomu dutý nosník, obvykle uhlíkatý, oxid železitý, slída (sericit a černá slída), ilmenit a křemen, některé nečistoty se objevují také v krystalové mřížce andalusitu. Celosvětově je andalusit bohatý na zásoby, hlavními oblastmi produkce jsou Jihoafrická republika a Francie a jeho obsah je obvykle 8% až 25% (t). Velikost částic komerčně dostupného andalusitu se pohybuje od 2 μm do 8 mm a obsah Al2O3 je mezi 55% a 61% (hmotn.).
Krystalová struktura andalusitu patří do ortorombického systému, a = 0,778 nm, b = 0,792 nm, c = 0,557 nm, z = 4. Al-O oktaedrony jsou spojeny společným okrajovým způsobem a jsou spojeny v řetězci ve směru osy c. Řetězy jsou spojeny s čtyřstěnem Al a Si-O s koordinačním číslem 5. Anion má dvě koordinační situace: jednou je účast na čtyřstěnu Si-O, který je spojen s 1 Si a 2 Al; druhá je neúčastnit se čtyřstěnu Si-O a spojuje se pouze s 3 Al. Andalusitové krystaly jsou romboedrické sloupy, které jsou v souladu se směrem prodloužení oktaedrického řetězce Al-O. Al3+ v oktaedronu Al-O je nahrazen Fe3+ a zčervená a je nahrazen Mn3+ a zezelená.
2. Zahřívací změny andalusitu
Andalusit má zjevnou anizotropii. M. Ghassemi a kol. odebíral vzorky v různých krystalických směrech andalusitu (viz obrázek 1) a měřil a porovnával jeho chování při expanzi pod 900 ° C. V tomto okamžiku vzorek neprošel fázovou změnou a byl stále ve fázi andalusitu. Výsledky jsou následující. Obrázek 2 ukazuje: koeficient tepelné roztažnosti ve směru osy a je největší a tepelná roztažnost ve směru osy c je nejmenší.
