Über das Schmelzverhalten von Mullit

1m Hinblick auf den in der Fachliteratur widersprUchlich angegebenen in kongruenten bzw. kongruenten Schmelzpunkt von Mullit, sollte in der vor liegenden Arbeit das Schmelzverhalten des Mullits in normaler Atmosphare erneut untersucht werden. Dazu wurden Schmelzversuche sowohl mit Mischungen aus 72 bis 80 Gew. 0/0 A1 0 und 28 bis 20 1'0 Si0 als auch mit synthetischen 2: I-Mulliten im Tem- 2 3 2 0 0 peraturbereich von 1820 bis 1970 C durchgefUhrt. Die Festlegung der Ver suchsparameter erfolgte in der Weise, da13 sich in der Probe moglichst schnell ein thermodynamisches Gleichgewicht einstellte und au13erdem eine partielle Reduktion vermieden wurde. Der Phasenbestand wurde vornehm lich am abgeschreckten Probenmaterial mit Methoden der Rontgenbeugung sowie der Auf- und Durchlichtmikroskopie ermittelt. Das Auftreten Von Korund - als Kriterium fUr ein inkongruentes Schmelzel. des Mullits - konnte nur beobachtet werden, wenn die Ausgangsmischungen mehr Al 0 enthielten als dem 2:1-Mullit als Al 0 -reichster Verbin- 2 3 2 3 dung entsprach. Somit ist das Schmelzverhalten von Mullit auch in Luft un ter Atmospharendruck kongruent. Die Versuchsergebnisse bestatigen die Angaben von Aramaki und Roy, die A1 0 /Si0 -Mischungen in geschlossenen Edelmetallbehaltern erhitzten und 3 2 2 0 fUr den Mullit einen kongruEmten Schmelzpunkt bei 1850 C feststellten.

Klappentext

1m Hinblick auf den in der Fachliteratur widersprUchlich angegebenen in­ kongruenten bzw. kongruenten Schmelzpunkt von Mullit, sollte in der vor­ liegenden Arbeit das Schmelzverhalten des Mullits in normaler Atmosphare erneut untersucht werden. Dazu wurden Schmelzversuche sowohl mit Mischungen aus 72 bis 80 Gew. 0/0 A1 0 und 28 bis 20 1'0 Si0 als auch mit synthetischen 2: I-Mulliten im Tem- 2 3 2 0 0 peraturbereich von 1820 bis 1970 C durchgefUhrt. Die Festlegung der Ver­ suchsparameter erfolgte in der Weise, da13 sich in der Probe moglichst schnell ein thermodynamisches Gleichgewicht einstellte und au13erdem eine partielle Reduktion vermieden wurde. Der Phasenbestand wurde vornehm­ lich am abgeschreckten Probenmaterial mit Methoden der Rontgenbeugung sowie der Auf- und Durchlichtmikroskopie ermittelt. Das Auftreten Von Korund - als Kriterium fUr ein inkongruentes Schmelzel. des Mullits - konnte nur beobachtet werden, wenn die Ausgangsmischungen mehr Al 0 enthielten als dem 2:1-Mullit als Al 0 -reichster Verbin- 2 3 2 3 dung entsprach. Somit ist das Schmelzverhalten von Mullit auch in Luft un­ ter Atmospharendruck kongruent. Die Versuchsergebnisse bestatigen die Angaben von Aramaki und Roy, die A1 0 /Si0 -Mischungen in geschlossenen Edelmetallbehaltern erhitzten und 3 2 2 0 fUr den Mullit einen kongruEmten Schmelzpunkt bei 1850 C feststellten.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Die Entwicklung des Systems Al2O3-SiO2 und das Schmelzverhalten des Mullits.- 3. Der Mischkristallbereich des Mullits, seine Kristallstruktur und die Reaktion mit Fremdoxiden.- 3.1 Der Mischkristallbereich des Mullits.- 3.2 Die Kristallstruktur des Mullits und die Grenze der Mullitzusammensetzung zum Sillimanit.- 3.3 Der Einbau von Al2O3 und Fremdoxiden in das Kristallgitter des Mullits.- 4. Untersuchungsmethoden.- 5. Untersuchungsergebnisse.- 5.1 Untersuchung der Ausgangsstoffe.- 5.2 Experimentelle Bedingungen bei den Untersuchungen mit der Hochtemperatur-Röntgenkammer.- 5.3 Röntgenographische und mikroskopische Untersuchung der Schmelzproben.- 5.4 Versuche an synthetisch hergestelltem 2:1-Mullit.- 5.5 Untersuchungen mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde.- 5.6 Untersuchungen zur Frage eines SiO-Anteils im 2:1-Mullit.- 6. Diskussion der Versuchsergebnisse.- 6.1 Das Schmelzverhalten des Mullits in Luft.- 6.2 Der Mischkristallbereich des Mullits.- 6.3 Die Zusammensetzung des aus der Schmelze kristallisierten Mullits.- 6.4 Der SiO-Anteil im Mullit.- 7. Zusammenfassung.- 8. Literaturverzeichnis.- Abbildungen.