莫來石是A1203-Si02系統(tǒng)中唯一的化合物,,其熔點較高,,硬度大,高溫抗蠕變性及化學(xué)穩(wěn)定性好,,它是一級和二級高鋁磚的主晶相,,在高鋁磚生產(chǎn)過程中伴隨高溫的液相燒結(jié)可以看到當(dāng)有AL2O3富余時。即當(dāng)溫度升高到1300℃以上時,,高鋁磚內(nèi)液相將分解并不可逆地轉(zhuǎn)化為莫來石(一次莫來石)體積膨脹3~5%(下列式1),。當(dāng)有富余AL2O3存在時,,則同時發(fā)生AL2O3和高鋁磚分解產(chǎn)生的SiO2分解產(chǎn)生的SiO2結(jié)合形成莫來石(二次莫來石)的過程,。(下列式2)二次莫來石化過程伴隨著較大的體積膨脹(達(dá)7~8%)。
3(AL2O3·SiO2)→3AL2O3·2SiO2+SiO2+△V1 (式1)
3 AL2O3+2SiO2→3AL2O3·2SiO2+SiO2+△V2 (式2)
AL2O3—SiO2二元系相圖可見莫來石是該二元系統(tǒng)唯一的一個化合物,,它是一個組成變化于3AL2O3·2SiO2(71.8% AL2O3,,28.2 SiO2)至AL2O3·SiO2(77.3 AL2O3,22.7 SiO2)的固溶體,。其共熔點為1840℃
各種高鋁磚制品在AL2O3-SiO2二元系統(tǒng)中所處的位置可見,,以AL2O3/SiO2比值等于2.55為分界線,。當(dāng)制品中AL2O3/SiO2>2.55時,組成處于莫來石-AL2O3區(qū)域,。高溫穩(wěn)定相為剛玉和莫來石,。這是特級、一級和二級高鋁磚制品的組成區(qū)域,。在這類制品中,,由于AL2O3含量高,,莫來石呈連續(xù)連鎖網(wǎng)絡(luò)狀而構(gòu)成骨架,,剛玉分布在莫來石骨架間,,這種結(jié)構(gòu)給這類材料以較好的高溫力學(xué)性能,。當(dāng)AL2O3/SiO2比值<2.55時,,組分處于SiO2—3AL2O3·2SiO2區(qū),這類制品的基本物相組成是SiO2+3AL2O3·2SiO2,。這是低二級和三級高鋁制品的組成區(qū),。在這類制品中,,高溫穩(wěn)定相—莫來石的含量隨AL2O3含量的增加而增加。莫來石含量的增加可以改善這類制品的高溫力學(xué)性能,。當(dāng)AL2O3/SiO2比值等于2.55時,組分處于莫來石固溶區(qū),,這是純莫來石制品的組成區(qū)。這種制品的物相組成是莫來石,,高的莫來石含量給這種制品帶來了特有的高溫穩(wěn)定性能。