Andalusite (Al2O3· SiO2) je prirodni mineral sa niskom toplinskom provodljivošću, stabilnim volumenom, visokom mehaničkom jakošću, odličnom otpornošću na puzavice i CO otpornošću na eroziju. Može se direktno koristiti za izrađuje važeće materijale bez kalcinacije. Koristi se u metalurgiji i industriji gradjevinog materijala. U odnosu na visoke alumina vatromitne sirovine kao što su skorč gemstone, visoki alumina bauxite, sintered mullite i smeđi korundum, andaluzit se pretvara u jedinstvenu kompozitnu strukturu na visokoj temperaturi: net-like mullite sa kapilarnim pore i punjena Staklena faza bogata Silicom. Ima odličnu otpornost na šljamove i otpornost na toplotni šok. Studije su pokazale da na mulitnu reakciju andaluzita utječu faktori kao što su hemijski sastav, temperatura i veličina čestica, što u velikoj mjeri određuje performanse andaluzitnih proizvoda. Ovaj članak opisuje sastav i strukturu andaluzita, promjene tokom grijanja, te tipične primjene.
Sastav i struktura andaluzita
Andalusite je obično kolonarnih kristala s presjekom blizu kvadrata. Sadržaj andalusite faze je uglavnom 90% do 95%, a komponente nečistoće su sređene u kristalnoj orijentaciji i unakrsnog su oblika na poprečnom presjeku. Zove se šuplji spar, obično karbonaceozan, željezov oksid, mica (sericit i crni Mica), ilmenit i kvarc, neke nečistoće se pojavljuju i u kristalnoj rešetki andaluzita. Širom svijeta, andalusite je bogat rezervama, glavna područja proizvodnje su Južna Afrika i Francuska, a sadržaj je obično od 8% do 25% (w). Veličina čestica komercijalno dostupnog andaluzita se kreću od 2μm do 8mm, a sadržaj Al2O3 je između 55% i 61% (w).
Kristalna struktura andaluzita pripada ortorhombnom sistemu, a=0,778nm, b=0,792nm, c=0,557nm, z=4. Al-O oktahedroni su povezani na zajednički ivice način i povezani su u lancu duž pravca c-osi. Lanci su povezani sa Al i Si-O tetrahedrom sa koordinatnim brojem 5. Anion ima dvije situacije koordinacije: jedna je sudjelovanje u Si-O tetraedronu, koji je povezan sa 1 Si i 2 Al; Drugi je da ne učestvuje u Si-O tetraedronu, a povezuje se samo sa 3 Al. Andaluzit kristali su romboedralni stubovi, koji su u skladu sa produžetnim smjerom Al-O oktahedralnog lanca. Al3+ u Al-O oktahedronu se zamjenjuje Fe3+ i pocrveni, a zamjenjuje ga Mn3+ i pozeleni.
2. Promjene grijanja andalusita
Andalusite ima očiglednu anizotropiju. M.Ghassemi et al. je uzimao uzorke duž različitih kristalnih pravaca andaluzita (vidi slika 1), te izmjerio i usporedio njegovo ponašanje širenja ispod 900°C. U ovom trenutku uzorak nije podnio faznu promjenu i još uvijek je bio u fazi andalusita. Rezultati su kako slijedi Na sliku 2 se vidi: koeficijent toplinske ekspanzije u smjeru osi je najveći, a termička ekspanzija u smjeru c-osi je najmanja.
