中國粉體網訊  合成莫來石的原料可以分為兩大類：天然原料，包括高鋁礬土、硅線石族礦物、焦寶石、高嶺土、黏土、蠟石及硅石等；工業原料，包括工業氧化鋁、α-Al₂O₃微粉、氫氧化鋁等。

合成莫來石的生產工藝主要可以分為兩種：燒結法和電熔法，與之相對應的產品為燒結莫來石、電熔莫來石。

燒結法又分為干法和濕法合成工藝。簡單地說，干法是將原料按一定配比進行配料，在筒磨機、球磨機或振動磨等中干法共磨，干法或半干法壓制成型，在回轉窯或隧道窯等窯爐中煅燒而成熟料；而濕法是將上述配料在筒磨機、球磨機或振動磨等中濕法共磨，得到的料漿通過過濾或沉淀，再經真空擠泥工藝制成泥餅或荒還，經干燥后，在回轉窯或隧道窯內燒成。電熔法合成莫來石是將一定配比的配料在電弧爐內熔融、冷卻結晶而得到。

電熔莫來石從館體中冷卻析晶過程符合Al₂O₃-SiO₂系統相圖的析晶過程。當配合料的Al₂O₃高于莫來石中的理論組成71.8wt%時，沒有剛玉相的出現，而是形成富Al₂O₃的莫來石固熔體；當Al₂O₃質量分數大于80wt%時才可能出現剛玉相。另外冷卻速度不同也會使所得到的莫來石晶體大小和礦物組成有所區別：慢冷得到的莫來石晶粒粗大，礦物組成主要為莫來石晶體，玻璃相含量較少；急冷得到的莫來石晶粒細小，礦物組成中玻璃相的含量較高。

兩種工藝相比，電熔法獲得的莫來石晶粒大、缺陷少，因此電熔莫來石的高溫力學性能好、抗侵蝕性強，但能耗高、成本大并且電熔莫來石易有氣泡，組織分布不均勻；燒結法獲得的莫來石晶粒小、缺陷多，晶粒相互交錯，組織結構致密均勻，抗熱震性較優越。在實際生產中燒結法的應用較為廣泛。

此外，合成莫來石的方法還有如固相反應燒結法、水解沉淀法、水熱晶化法、熔膠-凝膠法、成核生長法、噴霧熱解法及化學氣相沉積法等。但這些方法沒有被得到廣泛應用，只適用于實驗室研究。

按照制備工藝又可以將燒結法分為干法、半干法和濕法。莫來石合成時的反應為固相反應，所以顆粒的接觸面積越大，反應速度越快。半干法和濕法相比，生坯成型方式不同：半干法為泥漿干燥制粉后機壓成型，雖然成型壓力大、水分少、生坯體積密度大、顯氣孔率低，但有氣相參加反應，不利于燒結；濕法工藝則是將泥餅經真空練泥擠出生坯，雖然生坯體積密度小、顯氣孔率高，但泥料經過了抽真空處理，使擠出的生坯密度均勻，且泥料中各組分的均化程度優于半干法，從而燒后獲得的莫來石產品體積密度高、氣孔率低。由此可見濕法工藝在提高燒成制品的體積密度上具有優勢，使燒成制品更加致密。而且濕法工藝壞境污染小、產生的粉塵少，有益于一線工人的健康。

影響莫來石組成、性質與結構的因素很多。主要包括如下幾方面。

⑴原料的w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比。

原料中的w(Al₂O₃₎/w(SiO₂)比很大程度上決定了莫來石的組成。莫來石的理論組成的w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比為2.55，原則上w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比小于2.55時，組成為莫來石和液相；w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比大于2.55時，組成為莫來石和剛玉相。電熔莫來石中，Al₂O₃含量最高可接近80wt%，形成了富Al₂O₃的莫來石固熔體，此時w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比接近4，超過3Al₂O₃·2SiO₂莫來石中的Al₂O₃含量。Al₂O₃固熔量的大小與生產過程有很大關系。對燒結莫來石而言，如w(Al₂O₃)/w(SiO₂)超過2.55太多，則容易出現剛玉相。此外，w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比對液相量也產生影響，進而影響了莫來石材料的燒結性，其中w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比接近莫來石理論組成時最難燒結。

(2)原料中的雜質種類與含量。

雜質對莫來石組成的影響，與對高鋁礬土的影響相似：雜質氧化物中，Fe₂O₃、TiO₂等在莫來石中的固熔量相對較大，一定范圍內產生的液相較少，固熔后引起莫來石晶格的一些變化，有利于燒結致密化。相反，Li₂O、Na₂O、K₂O、CaO、MgO基本上都進入液相，使得液相量明顯增加，阻礙莫來石化的進行，并且分解己經形成的莫來石。

(3)原料的粒度、燒成溫度及保溫時間等。

溫度與粒度對合成莫來石的影響與原料的w(AI₂O₃)/w(SiO₂)比以及雜質含量相關。w(Al₂O₃)/w(SiO₂)比越接近理論組成、雜質含量越少的原料需要的燒成溫度越高；原料粒度越小的原料，合成莫來石需要的燒成溫度越低。在一定的范圍內，燒成溫度越高，保溫時間越長，燒后莫來石熟料的顯氣孔率越低，莫來石的晶粒尺寸越大。

（中國粉體網編輯整理/初末）

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