Cordierite, với công thức hóa học 2MgO·2Al 2 O 3 ·5SiO 2 , là một khoáng chất silicat có trong tự nhiên, bao gồm magiê, nhôm, silicon và sắt, kết tinh trong hệ trực thoi. Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1813 bởi nhà địa chất học người Pháp Louis Cordier, người mà nó được đặt tên, cordierite tự nhiên chủ yếu hình thành trong đá biến chất nhiệt độ cao, đá granit và rhyolit. Do sự phong phú tự nhiên hạn chế của nó, sản xuất ở quy mô công nghiệp dựa vào các phương pháp tổng hợp.
Quá trình tổng hợp gốm cordierite liên quan đến bốn giai đoạn quan trọng:
Nung nóng đến khoảng 1275°C sẽ bắt đầu hình thành cordierite một phần trong khi tạo ra các pha mullite và cristobalite. Bước này củng cố thân xanh để xử lý tiếp theo.
Ở 1335°C, các chất phản ứng còn lại chuyển đổi thành cordierite. Tốc độ gia nhiệt và thời gian lưu được kiểm soát sẽ ngăn chặn sự tan chảy (cordierite tan chảy ở 1460°C). Khí quyển trung tính hoặc oxy hóa ngăn chặn sự phân hủy.
Làm nguội chậm tránh nứt. Gia công (cắt, mài) đạt được độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt.
Gốm Cordierite vượt trội nhờ các đặc tính độc đáo của chúng:
| Thuộc tính | Giá trị |
|---|---|
| Mật độ | 2.0–2.53 g/cm 3 |
| Điểm nóng chảy | 1460°C |
| Hệ số giãn nở nhiệt (25–1000°C) | 1.4–2.6 × 10 −6 /K |
| Mô đun Young | 139–150 GPa |
| Độ bền uốn (nhiệt độ phòng) | 120–245 MPa |
| Độ thấm điện tương đối (1 MHz) | 5 |
Đồ đạc lò nung cordierite nhẹ cải thiện hiệu quả truyền nhiệt trong quá trình thiêu kết gốm, thủy tinh và kim loại, giảm tiêu thụ năng lượng.
Được sử dụng trong giá đỡ cầu chì, bộ điều nhiệt và chất nền mạch tần số cao do các đặc tính điện môi vượt trội.
Các cấu trúc xốp có độ ổn định nhiệt được sử dụng trong quá trình làm sạch khí thải ô tô và xử lý khí thải công nghiệp.
Bộ lọc diện tích bề mặt lớn loại bỏ tạp chất khỏi kim loại nóng chảy hoặc các hạt vật chất khỏi chất lỏng.
Bao gồm lớp phủ rào cản nhiệt, vỏ cặp nhiệt điện và phớt nhiệt độ cao.
Những tiến bộ trong công nghệ nano và vật liệu composite hứa hẹn sẽ tăng cường các đặc tính cơ học và các chức năng mới lạ. Khi các ngành công nghiệp đòi hỏi các vật liệu có khả năng chịu được các điều kiện khắc nghiệt hơn, gốm cordierite sẽ tiếp tục phát triển, củng cố vai trò của chúng trong sự phát triển công nghiệp bền vững.
