Andalusit (Al2O3· SiO2) je naravni mineral z nizko toplotno prevodnostjo, stabilno prostornino, visoko mehansko trdnostjo, odlično odpornostjo na plazilec in co erozijo. Neposredno se lahko uporablja za izvlačenje ognjevičnih materialov brez kalcinacije. Uporablja se v metalurgiji in industriji gradbenih materialov. V primerjavi z visoko aluminijaste ognjevarne surovine, kot so scorch gemstone, visoko alumina bauxit, sintered mullit in rjavi korundum, andalusit se preoblikuje v edinstveno sestavljeno strukturo pri visoki temperaturi: neto podoben mulit s kapilarnimi porami in napolnjeno stekleno fazo, bogato s Silicijem. Ima odlično odpornost na žlindre in toplotno udarno odpornost. Študije so pokazale, da na reakcijo mulita andaluzita vplivajo dejavniki, kot so kemična sestava, temperatura in velikost delcev, ki v veliki meri določa učinkovitost andaluzitnih izdelkov. V tem članku je opisana sestava in struktura andaluzita, spremembe med ogrevanjem in tipične aplikacije.
Sestava in struktura andaluzita
Andalusit je običajno kolonski kristali s prerezom blizu kvadrata. Vsebnost andaluzijske faze je na splošno 90% do 95%, nečistoče pa so razporejane v kristalni orientaciji in so na preseku oblikovane v križu. Imenuje se votli spar, običajno karbonatni, železov oksid, mica (sericit in črna Mica), ilmenite in quartz, nekatere nečistoče se pojavljajo tudi v kristalni mrežnici andaluzita. Po vsem svetu je andalusit bogat z rezervami, glavna predela za proizvodnjo sta Južna Afrika in Francija, vsebina pa je običajno od 8 % do 25 % (w). Velikost delcev komercialno razpoložljivega andaluzita se giba od 2μm do 8mm, vsebnost Al2O3 pa med 55% in 61% (w).
Kristalna struktura andalusita spada v ortohombni sistem, a=0,778nm, b=0,792nm, c=0,557nm, z=4. Al-O oktaedroni so povezani na skupni robni način in so povezani v verigi vzdolž smeri C-osi. Verige so povezane z Al in Si-O tetrahedro s koordinacijsko številko 5. Anion ima dve koordinacijski situaciji: ena je sodelovanje v si-o tetraedronu, ki je povezan z 1 Si in 2 Al; drugi je, da ne sodelujejo v Si-O tetrahedron, in povezuje le s 3 Al. Andalusit kristali so rodomboedralnih stolpcev, ki so v skladu z razširitveno smer Al-O oktaedralne verige. Al3+ v Al-O oktahedronu se nadomesti s Fe3+ in postane rdeč, nadomesti pa ga Mn3+ in postane zelen.
2. Spremembe ogrevanja andaluzita
Andalusit ima očitno anisotropijo. M.Ghassemi et al. je vzel vzorce po različnih kristalnih smereh andalumita (glej sliko 1) in meril in primerjal njegovo vedenje širitve pod 900 °C. V tem času vzorec ni bil v fazi spremembe in je bil še v fazi andaluzita. Rezultati so naslednji Slika 2 kaže: koeficient toplotne širitve v smeri osi je največji, toplotna širitev v smeri c je najmanjša.
