Andalūzija (Al2O3· SiO2) ir dabīgs minerāls ar zemu siltuma vadītspēju, stabilu tilpumu, augstu mehānisko izturību, lielisku slīdēšanas pretestību un CO erozijas pretestību. To var tieši izmantot ugunsizturīgu materiālu ražošanai bez kalcinēšanas. To izmanto metalurģijas un būvmateriālu nozarēs. Salīdzinot ar augsta alumīnija oksīda ugunsizturīgām izejvielām, piemēram, apdeguma dārgakmeni, augstu alumīnija boksītu, keramisko mullītu un brūno korundu, andalūzīts augstā temperatūrā pārvēršas par unikālu kompozītmateriālu struktūru: neto līdzīgu mullītu ar kapilārām porām un piepildītu stikla fāzi, kas bagāta ar silīcija dioksīdu. Tam ir lieliska sārņu izturība un termiskā triecienizturība. Pētījumi liecina, ka andalūzija mullīta reakciju ietekmē tādi faktori kā ķīmiskais sastāvs, temperatūra un daļiņu izmērs, kas lielā mērā nosaka andalūzijas produktu darbību. Šajā rakstā aprakstīts andalūzijas sastāvs un struktūra, izmaiņas apkures laikā un tipiski pielietojumi.
Andalūzija sastāvs un struktūra
Andalūzāts parasti ir kolonnveida kristāli ar šķērsgriezumu tuvu kvadrātam. Andalūzijas fāzes saturs parasti ir no 90% līdz 95%, un piemaisījumu sastāvdaļas ir sakārtotas kristāliskā orientācijā un ir krustveida šķērsgriezumā. To sauc par dobu sparu, parasti oglekļa, dzelzs oksīdu, vizlu (sericītu un melno Vizu), ilmenītu un kvarcu, daži piemaisījumi parādās arī andalūzijas kristāliskajā režģī. Visā pasaulē andalūzija ir bagāta ar rezervēm, galvenās ražošanas teritorijas ir Dienvidāfrika un Francija, un saturs parasti ir 8% līdz 25% (w). Tirdzniecībā pieejamo andalūzija daļiņu izmērs svārstās no 2 μm līdz 8 mm, un Al2O3 saturs ir no 55% līdz 61% (w).
Andalūzija kristāliskā struktūra pieder ortofombiskai sistēmai, a=0,778nm, b=0,792nm, c=0,557nm, z=4. Al-O oktahedroni ir savienoti kopīgā malu veidā un ir savienoti ķēdē c ass virzienā. Ķēdes ir savienotas ar Al un Si-O tetrahedra ar koordinācijas numuru 5. Anjonam ir divas koordinācijas situācijas: viena ir piedalīties Si-O tetrahedronā, kas ir saistīts ar 1 Si un 2 Al; otrs ir nepiedalīties Si-O tetrahedronā, un tikai savienojums ar 3 Al. Andalūzija kristāliem ir rombotedāla kolonnas, kas atbilst Al-O oktahedral ķēdes pagarinājuma virzienam. Al3+ Al-O oktahedronā tiek aizstāts ar Fe3+ un kļūst sarkans, un tas tiek aizstāts ar Mn3+ un kļūst zaļš.
2. Andalūzijas sildīšanas maiņa
Andalūzijai ir acīmredzama anizotropija. M.Ghassemi et al. paņēma paraugus dažādos andalūzijas kristāliskajās virzienos (skatīt 1. attēlu) un izmērīja un salīdzināja tā izplešanās uzvedību zem 900 °C. Šajā laikā izlasei netika veiktas fāzes izmaiņas un tā vēl bija andalūzijas fāzē. Rezultāti ir šādi: 2. attēlā redzams: termiskās izplešanās koeficients a ass virzienā ir lielākais, un termiskā izplešanās c ass virzienā ir vismazākā.
