鋰輝石(Li2O3·Al2O3·4SiO2) 晶體共有三個(gè)變體,分別是α-鋰輝石、β-鋰輝石、γ-鋰輝石。α-鋰輝石通常稱為鋰輝石,是低溫穩(wěn)定變體;β-鋰輝石是穩(wěn)定的高溫變體;γ-鋰輝石是高溫亞穩(wěn)態(tài)變種,進(jìn)一步受熱將能變?yōu)?/span>β-鋰輝石。β-鋰輝石的結(jié)構(gòu)中允許SiO2進(jìn)入晶格,形成β-鋰輝石固溶體,且伴隨結(jié)構(gòu)中SiO2含量的增多。其熱膨脹系數(shù)趨于減小。
(1) 鋰輝石的預(yù)燒
自然界存在的鋰輝石以α-鋰輝石的形式存在,外觀呈白色、灰白色,柱狀或纖維狀,有玻璃光澤,硬度6. 5~7, 密度3. 03~3. 22g/cm3。由于α-鋰輝石轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷胤€(wěn)定的β-鋰輝石時(shí)會(huì)發(fā)生約30%的體積膨脹,因此必須預(yù)先煅燒鋰輝石,煅燒穩(wěn)定為1100℃左右。
(2)鋰輝石陶瓷的配方
鋰輝石陶瓷常以鋰輝石-石英-高嶺土為配方體系,根據(jù)鋰輝石的加人量不同而最終坯體膨脹系數(shù)不同。
(3)鋰輝石陶瓷的成型
鋰輝石陶瓷的成型方法可采用普通陶瓷的成型方法,即注漿成型,可塑成型,半干壓成型。采用注漿成型和可塑法成型時(shí)要求配方中有足夠的結(jié)合粘土,否則坯體在干燥過(guò)程中易開(kāi)裂,為減少開(kāi)裂,也可在坯體中加入有機(jī)添加劑。
(4)燒成
鋰輝石陶瓷的燒成范圍較窄,一般只有10℃左右,因此宜采用合理的窯爐如推板窯、梭式窯,而不宜采用隧道窯。而且要采用氧化氣氛燒成達(dá)到最高燒成溫度后宜采用急冷,防止晶粒過(guò)于長(zhǎng)大。
鋰輝石陶瓷具有很低的熱膨脹系數(shù),優(yōu)良的抗熱震性能,因而廣泛用于窯具、感應(yīng)加熱部件(如微波爐墊片)、高溫夾具、電阻絲線圈、高壓輸電絕緣子、天文望遠(yuǎn)鏡鏡坯、高溫輻射擋板、家庭用耐熱餐具,以及熱電偶保護(hù)管等。鋰輝石陶瓷可制成零膨脹或微正膨脹陶瓷,因而,應(yīng)用于葉輪翼片、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件、噴嘴襯片、內(nèi)燃機(jī)部件,以及尺寸要求很穩(wěn)定的高精度電子元件。
鋰輝石陶瓷具有高溫化學(xué)穩(wěn)定性,可用于金屬澆注桶、實(shí)驗(yàn)室燃燒舟和燃燒管、耐酸浸槽等。
3.鋰輝石陶瓷的性能和用途