莫来石（Aluminum silicate）是一系列由铝硅酸盐组成的矿物的统称，因1924年最早发现于苏格兰的马尔岛（Isle of Mull）而得名。尽管地壳上铝、硅和氧元素很丰富，但是自然存在的莫来石较少，除Mull岛外，迄今为止还未见到具有工业价值的矿床。莫来石属于SiO2-Al2O3二元体系在常压下唯一稳定存在晶态化合物，目前工业上的所用的莫来石全是人工合成的，常规合成温度在1650℃以上。莫来石也属于一种优质的耐火材料，主要有高纯电熔莫来石、普通电熔莫来石、全天然铝矾土精矿烧结莫来石和轻烧莫来石。

图1.莫来石via网络

1.莫来石陶瓷及其性能

莫来石陶瓷（mullite Ceramic）是主晶相为莫来石（3Al2O3·2SiO2）的一类陶瓷总称。若是以合成的超细高纯莫来石粉末制备出的不含玻璃相的莫来石瓷，又称新莫来石陶瓷/高纯莫来石陶瓷。莫来石陶瓷具有熔点高、高温化学稳定性好、耐腐蚀、低膨胀系数、低导热系数和良好的高温蠕变特性，更引人注目的是其抗弯强度和断裂韧性会随温度的升高不降反升，1300℃时的强度是常温时的1.7倍。这种材料的缺点是常温强度过低、韧性较差。

图2.莫来石蜂窝陶瓷蓄热体via网络

2.高纯莫来石陶瓷的应用

①莫来石耐火材料：

莫来石具有高耐火度和在高温下优异的抗腐蚀性，以及高温荷重性、抗剥落性，可用作各种高温窑炉的内衬，包括熔炉窑、鼓风炉、炽热铁浇槽及连续铸炉等内衬材料。日本已将莫来石耐材用在控制熔融钢水流动的旋转阀出口的上、下部位内衬。并且它还广泛应用于水泥高温煅烧区域的内衬。

②高温工程材料：

莫来石陶瓷具有良好的高温稳定性和抗热震性，因此还广泛应用于高温防护管、热电偶保护管以及金属熔融坩埚等耐热材料，证明其对高温气体抗腐蚀性优于氧化铝陶瓷。

20世纪90年初美国研制低热膨胀、低热损耗的先进陶瓷发动机时，曾经将莫来石列为主要的候选材料；我国研制成功的莫来石陶瓷缸盖底板在沙漠车上试用成功；德国采用铝硅酸盐长纤维增韧的莫来石复合材料层在螺旋桨飞机的排气装置上测试试用成功；日本Chi chbu公司曾开发出了隧道窑中所用的高纯莫来石陶瓷传送带，从而取代了原有的不锈钢传送带，用于在1000℃以上烧结制备电子陶瓷元件。

③光学材料：

莫来石属于斜方晶系，具有双折射小，在一定条件下可以制得透明陶瓷，其吸光性能高于尖晶石、蓝宝石等材料，非常适合被用于化学条件苛刻且需要承受高温机械应用环境下的窗口材料中，且莫来石也是优良的透过红外线的材料。苏春辉等采用溶胶-凝胶工艺合成了莫来石陶瓷薄膜，扩大了莫来石陶瓷的光学应用范围。

④微电子材料：

莫来石的膨胀系数和介电系数低，恰好正是微电子工业中IC技术和SMT技术所要求的。低的介电常数可导致信号迅速传递。在IC基片的信号传递中，信号传递的时间和相对介电系数成正比，由于莫来石介电系数低，使得纯莫来石基片传递信号速度比常用的氧化铝基片更快。在吸波材料上增加莫来石陶瓷后，不仅扩展了吸波材料的吸收频带，同时显著提高了吸波材料的吸收效率。