(4)溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法通過以無機(jī)物或金屬醇鹽均勻混合作為前驅(qū)體原料在經(jīng)過水解和縮合的化學(xué)反應(yīng)后，再經(jīng)過膠粒的聚合，從而制備出具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠。再將其放入恒溫干燥箱中進(jìn)行干燥，經(jīng)過熱處理后，有機(jī)成分氧化揮發(fā)掉了，終得到無機(jī)非金屬材料。通常來說，根據(jù)凝膠前驅(qū)物的混合度，可以將莫來石凝膠分為單相莫來石凝膠(SiO2和Al2O3是以分子級(jí)別混合)和雙相莫來石凝膠(SiO2和Al2O3是以納米級(jí)別混合)，莫來石凝膠前驅(qū)物的混合度對(duì)莫來石的相轉(zhuǎn)變和形成的溫度具有決定性作用。雙相凝膠莫來石生成過程一般按兩條途徑進(jìn)行：1.莫來石由無定型SiO2和過渡態(tài)的Al2O3反應(yīng)進(jìn)行;2.凝膠在1000℃左右開始生成Al-Si尖晶石相，然后通過和無定型SiO2反應(yīng)在1200℃生成莫來石。

燒結(jié)莫來石一般在1650~1700℃下進(jìn)行。影響燒結(jié)法合成莫來石的主要工藝因素是原料的純度、原料的細(xì)度和煅燒溫度。燒結(jié)莫來石主要依靠Al2O3和SiO2間的固相反應(yīng)來完成，因此提高原料的分散度，將會(huì)加速固相反應(yīng)的進(jìn)程。特別是8μm的微粒，對(duì)合成莫來石的形成和燒結(jié)作用很大?？梢娫铣浞只旌霞?xì)磨，是促使合成莫來石的固相反應(yīng)充分進(jìn)行的重要工藝條件。莫來石一般在1200℃即開始生成，到1650℃時(shí)終止。此時(shí)呈微晶狀，當(dāng)溫度超過1700℃時(shí)結(jié)晶發(fā)育好。由此可知，燃燒溫度直接影響莫來石的形成和晶體的發(fā)育。因此，加熱到一定的燒成溫度并延長(zhǎng)一定的保溫時(shí)間，是合成莫來石的必要條件。合成莫來石所用原料的純凈度要求很嚴(yán)格，少量雜質(zhì)成分就會(huì)降低莫來石的含量。


燒結(jié)莫來石一般在1650 ~ 1700℃。主要工藝因素影響燒結(jié)合成莫來石原料的純度,原材料、細(xì)度和煅燒溫度。燒結(jié)莫來石固相之間的反應(yīng)依賴于二氧化硅和氧化鋁,從而提高原料的分散性,將加速的過程中固相的反應(yīng)。特別是8微米粒子,形成和燒結(jié)合成莫來石是非常大的。可見原料混合細(xì)磨,是促進(jìn)合成莫來石堅(jiān)實(shí)而重要的過程應(yīng)充分條件。莫來石一般在1200℃開始生成,到1650℃。微晶的形狀,當(dāng)溫度超過1700℃晶體生長(zhǎng)。