红柱石因其在高温下具有莫来石化过程且同时生成的SiO2玻璃相对莫来石有很好的润湿性，使得耐火制品具有高的荷重软化温度、抗蠕变能力和抗热震性，且红柱石在使用前不需要预烧处理而能直接用于制作耐火材料制品。在刚玉-莫来石复相陶瓷研究的基础上，浙江大学的研究人员以红柱石为主要骨料，辅以刚玉、莫来石骨料和氧化铝微粉、硅微粉基质料，制备红柱石基刚玉-莫来石复相陶瓷。
    以质量分数为60%红柱石、10%刚玉颗粒、5%莫来石颗粒、其余为25%的硅微粉和氧化铝微粉，其中红柱石，刚玉颗粒、莫来石颗粒均小于3 mm，铝微粉和硅微粉小于2μm；以占原料总质量4%的硅溶胶作为结合剂。按配方称料，先将铝微粉和硅微粉混合球磨12 h，制得粉料待用；然后将红柱石颗粒、莫来石颗粒和刚玉颗粒料进行干混，得到混合物；将粉料和混合物加4%的硅溶胶后混练均匀，困料2天后压制成尺寸为25 mm×25 mm×125 mm的试样，成型试样干燥后，分别于1 450、1 480及1 520 ℃烧成，保温时间为4 h，得到试样。
    测定烧后试样的显气孔率、体积密度、抗折强度、常温耐压强度、热膨胀系数；采用水急冷法进行耐火制品的抗热震试验（1 100 ℃-水冷）；采用扫描电镜和X射线衍射仪分析烧后试样的显微结构和物相组成。
    试验结果：（1）XRD分析可知，烧成温度为1 450 ℃时，物相有刚玉、莫来石、红柱石和硅线石相；烧成温度升到1 480 ℃，物相变为刚玉、莫来石和硅线石相，说明红柱石相已完全转化，一部分发生了莫来石化，另一部分转化成硅线石，当烧成温度为1 520 ℃时，物相已完全转变成刚玉和莫来石，表明低温生成的硅线石相在高温下也转化为莫来石。这说明，在红柱石随着温度升高发生相变时，并非直接进行莫来石化，而是先转变成硅线石中间产物，当温度进一步升高时，硅线石最终全部转变为莫来石。（2）随着烧成温度的升高，体积密度、抗折强度和耐压强度先增大后减小，显气孔率先降低后升高。（3）抗热震性研究显示，在1 450 ℃时，由于红柱石形成一次莫来石，体积有所膨胀，因而其热膨胀系数比较高；在1 480 ℃时，红柱石一部分发生莫来石化，其余部分转化为硅线石，而硅线石与莫来石在晶体结构上有相似性，两者结合较好，使得其热膨胀系数比较低（为5.5×10- 6 K-1），其抗热震(1 100 ℃水冷)次数达到99 次。在1 520℃下，晶相全部为刚玉和莫来石相，相应的热膨胀系数有所增加。
    综合分析认为，在1 480 ℃温度烧成时，试样最为致密，其抗折强度达到15.4 MPa，耐压强度为91.6 MPa，体积密度2.78 g•cm-3，显气孔率15.7%，而且抗热震性最好，热膨胀系数较小，1 100 ℃水冷热震次数大于99次。SEM 照片显示，在1 480 ℃烧成试样中，柱状或针状莫来石均匀“镶嵌”在玻璃相中，使试样具有较优异的力学热学性能。因此，在1 480 ℃烧成时，可以合成致密且性能优异的红柱石基刚玉-莫来石复相陶瓷。
（摘编自《中国陶瓷工业》2010，№5）