堇青石材料的应用范围

通常所说的堇青石(Cordierite,2MgO·2Al2O3·5SiO2),属于六方晶系,是镁铝硅酸盐矿物,它可呈无色,但通常带有不同色调的浅蓝或浅紫色,具有玻璃光泽,透明度较高,同时还具有多色性,可在不同方向上产生不同颜色,晶色优美的堇青石具有很高的欣赏价值,甚至可以当作宝石。堇青石的密度为2.53~2.78g/cm3,莫氏硬度可达7.0~7.5。堇青石具有较低的热膨胀系数,是优良的高温抗热震材料,被广泛用作陶瓷窑棚板、匣钵、电子封装材料、催化剂载体、泡沫陶瓷、生物陶瓷和高温热辐射材料等。天然的堇青石矿储量很少,品位较低,常用的堇青石青石材料是人工合成的。由于其较低的热胀系数,较强的抗压能力,具有较强的耐火性能,所以在耐火行业被广泛应用。由于堇青石具有低热膨胀性能和良好的抗震性能,因此在很多方面都有很好的应用,诸如:(1)耐火陶瓷材料由于堇青石的低热膨胀性,可以大大延长匣体(陶瓷烧成的封装材料)的寿命,因此,堇青石最初用于匣钵。随后又用于隧道窑的棚板和支架材料,从而可以使生产周期大大缩短。轻质堇青石材料,导热系数低,使用温度高而直接用在火焰上面,达到高效节能的效果。(2)陶瓷催化剂载体堇青石陶瓷可应用于汽车尾气净化方面,作为催化剂载体。由于堇青石具有较低的膨胀系数和良好吸附性等特点,堇青石制成的催化剂载体可使催化剂更好地吸附和分散到载体上,而且由于其热导率较低,可以使催化剂能快速地达到活化温度,使用效果较佳。(3)蜂窝陶瓷汽车尾气给人类生存环境带来的严重污染,已成为世界各国的共识。目前,借鉴发达国家的经验,在汽车尾喷管加装尾气净化消声器是最有效的途径。美国Corning公司在上世纪70年代就成功地开发出了堇青石质蜂窝陶瓷。堇青石蜂窝陶瓷主要用于汽车燃烧气体通道中吸收排气通道中的废气放出的热量,然后以热辐射的形式传给周围的其它热回收装置。随后,欧洲及日韩等国相继进行了蜂窝陶瓷的研制,除堇青石外,研究了锂辉石、钛酸铝等低膨胀陶瓷作为蜂窝陶瓷的基材。堇青石蜂窝陶瓷有以下优点:热辐射特性好,可以过滤汽车尾气中的碳黑,净化环境,可以将过滤收集的碳黑定期处理;与金属材料相比使用温度高,耐腐蚀性好;作为消声器材用在汽车、摩托车排放尾气的消音装置中;堇青石泡沫陶瓷可用于精密铸造行。堇青石蜂窝陶瓷常采用挤出成型法,必须在主原料里加入各种添加剂[82,83],以提高粉料的流动性和胚体的可塑性。


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