C: Cordierite (2MgỌ2Al 2O3.5SiO2) S: Sapphirine (4MgỌ4Al 2O3.2SiO2 )
3.3.1.Tỉng hỵp gốm mullite từ cao lan hA L−ớ
Phản ứng tỉng hợp mullite cú thể thực hiện một cỏch trực tiếp giữa 2 oxit Al2O3 và SiO2 tinh khiết hoặc phõn hủy nhiệt nội phõn tử cỏc khoỏng cú chứa sẵn Al2O3 và SiO2 nh− các khoáng kaolinite (Al2O3.2SiO2.2H2O), pyrophilite (Al2O3.2SiO2.H2O), kyanite (Al2O3.SiO2)... Phản ứng trực tiếp giữa cỏc oxit Al2O3 và SiO2 tinh khiết đũi hỏi nhiệt độ nung rất ca Theo giản đồ hệ 2 cấu tử Al2O3- SiO2 (Hỡnh 1.12), nhiệt độ thấp nhất để tạo thành pha mullite là 1585oC (ứng với điểm etecti giữa mullite và SiO2), nếu trộn hỗn hợp Al2O3 và SiO2 tinh khiết theo đỳng tỷ lệ hợp thức mullite thỡ nhiệt độ nung phải thực hiện trờn 1900oC. Sở dĩ phản ứng trực tiếp giữa 2 oxit tinh khiết đũi hỏi nhiệt độ nung cao là vỡ -Al2O3 rất trơ về mặt hoỏ học, mặt khỏc do nghiền trộn phối liệu thuần tuý bằng cơ học nờn cấp hạt phối liệu vẫn lớn, sự phõn bố của cỏc cấu tử phản ứng khụng đồng đỊu, các ion Si4+ và Al3+ phải khuếch tỏn qua một khoảng cỏch khỏ lớn (~104 Å) mới có thể tiếp xỳc với nhau nờn chỳng cần năng l−ỵng rất lớn để dịch chuyển, sắp xếp lại để tạo thành mạng l−ới tinh thĨ sản phẩm. Quỏ trỡnh này chỉ xảy ra thuận lợi khi trong hệ phản ứng cú mặt pha lỏng. Vỡ vậy, đa số cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu tổng hợp mullite bằng ph−ơng phỏp gốm truyền thống đều phải sử dụng thờm phụ gia khoỏng hoỏ để làm giảm nhiệt độ thiờu kết [20]. Ngoài ra, để giảm nhiệt độ nung, một số tỏc giả đà tổng hợp mullite bằng các ph−ơng phỏp hiện đại nh− sol-gel [67], phun plasma [71].
ở đõy, để làm giảm nhiệt độ nung, chỳng tụi tiến hành tổng hợp gốm
mullite trờn cơ sở phản ứng phõn huỷ nhiệt nội phõn tử cỏc khoỏng aluminosilicate trong cao lanh A L−ớị Do mạng l−ới tinh thĨ cđa các khống kaolinite, kyanite, halloysite ... sẵn có SiO2 và Al2O3 phõn bố đồng đều, khoảng cỏch giữa chỳng chỉ vài nờn phản ứng pha rắn giữa Al2O3 và SiO2 xảy ra thuận lợi về mặt năng lợng, nhiệt độ tạo pha mullite thấp hơn nhiều so với ph−ơng phỏp gốm truyền thống đi từ các oxit Al2O3 và SiO2.